helm-controller

This video provides an in-depth tutorial on using FluxCD’s helm-controller to manage Helm charts in a Kubernetes cluster, including practical steps for installing and configuring the nginx ingress controller.

ה - helm-controller הוא אופרטור של Flux, שעובד עם ה - HelmRelease custom resource. הוא משמש לניהול התקנות של helm על הקלאסטר שלנו.

Helm

נתחיל מלעבור על כמה מושגים בסיסיים שיש לנו צורך להכיר לפני שנתחיל להשתמש ב - helm-controller. Helm הוא כלי לניהול חבילות עבור Kubernetes. זהו הדרך הטובה ביותר למצוא, לשתף ולהשתמש בתוכנה שנבנתה עבור Kubernetes. כאשר אנו משתמשים ב - Helm כדי להתקין משאבים על הקלאסטר שלנו, ישנם כמה מושגים שעלינו להכיר…

Helm Chart

Helm chart הוא אוסף של קבצים שמתארים קבוצה קשורה של משאבי Kubernetes. אותו ה - chart יכול לשמש להתקנה של משהו פשוט, כמו pod של memcached, או משהו מורכב יותר, כמו סטאק של אפליקציה מלאה עם שרתי HTTP, מסדי נתונים, caches וכו’.

Helm Repository

Helm repository הוא שרת HTTP שמכיל את הקובץ index.yaml (אין index.yaml ב - OCI repositories) וכמה charts מארוזים. הקובץ index.yaml מכיל רשימה של כל ה - charts ב - repository, יחד עם מטא-נתונים על אותם charts. אין צורך בשום דבר מיוחד כדי ליצור Helm repository, ניתן להשתמש בכל שרת אינטרנטי כדי לשרת את ה - charts שלך (ב - OCI repositories זה דורש קצת יותר, ומומלץ להשתמש בפתרון בענן). בחירות פופולריות להצגת ה - charts שלך יכולות להיות: S3 buckets, Github pages, וכמה ספקי שירות ענן מציעים כיום artifact registries (artifact registries הם בחירה מושלמת ל - OCI repositories). בנוסף לאפשרויות האלו, ישנם גם repositories מנוהלים על ידי הקהילה כמו Artifact Hub. בשיעור זה נלמד כיצד לעבוד עם repositories מנוהלים על ידי הקהילה, ונתקין nginx ingress controller באמצעות helm

OCI

ראשי התיבות של OCI הם Open Container Initiative, והרעיון הוא ליצור תקן עבור Container images ו - runtime.

OCI Artifact

OCI Artifact הוא תקן ל - artifact, וניתן להשתמש בו לאחסון כל סוג של artifact, לא רק container images, כולל Helm charts.

OCI Repository

OCI Repository הוא מקום שבו ניתן לאחסן OCI Artifacts, כלומר ניתן להשתמש בו לאחסון images, helm charts, וכל artifact אחר שהוא OCI. נשאף להתקין את ה - helm charts שלנו בתקן החדש, מה repositories של OCI. שימוש ב - OCI repositories יועיל לנו בהמשך כאשר נלמד לנהל גרסאות של helm באמצעות flux image automation controllers.

Helm Release

ה - Helm release הוא התוצאה של התקנת chart על הקלאסטר שלנו. כל פעם שאנו מתקינים chart על הקלאסטר, נוצר release חדש. ניתן להתקין אותו chart כמה פעמים על אותו קלאסטר, ובכל פעם נוצר release חדש.

Flux helm workflow

על פי המושגים הבסיסיים של helm, flux צריך לבצע את הפעולות הבאות:

1. להירשם ל - OCI Helm repository.
2. להביא chart ספציפי מה - repository, ולבדוק באופן תדיר אם יש עדכונים ל - chart הזה.
3. להתקין את ה - chart על הקלאסטר.
4. לנהל שינויים - לדוגמא אם נרצה לספק ערכים שונים ל - chart.
5. לנהל שדרוגים - נצטרך לעדכן את הגרסא של ה - chart כאשר גרסא חדשה יוצאת - זה נושא מורכב ונקדיש לו שיעור מיוחד כיצד אנו ממליצים לעשות זאת.

הורדת artifacts ממקומות מרוחקים היא עבודת ה - source-controller, ולכן ה - source-controller יטפל ב - (1) וב - (2).
התקנת ה - chart על הקלאסטר היא עבודת ה - helm-controller, ולכן ה - helm-controller יטפל ב - (3) וב - (4). בנוגע ל - (5) נשתמש ב - flux image automation controllers לניהול השדרוגים - אבל נדבר על זה בשיעור נפרד.

הרשמה ל - Helm repository

כדי להוסיף helm repository ללא flux, נשתמש בפקודה הבאה:

helm repo add ingress-nginx https://kubernetes.github.io/ingress-nginx

אבל אנחנו לא נשתמש בפקודה זו כאשר אנו משתמשים ב - flux לניהול הקלאסטר שלנו. למעשה השימוש שלי בפקודת helm כיום הוא לקרוא נתונים, להתקין ב - --dry-run, וליצור helm create כדי לעזור לי ליצור תבנית חדשה, וזהו כל מה שאני עושה עם הפקודה helm. כל פקודה אחרת שיכולה לשנות את מצב הקלאסטר שלי, איננה נעשית עם פקודת helm, אלא עם Flux אז במקום הפקודה הזו, אנו מאפשרים ל - source-controller לנהל את כל ה - helm repositories שלנו. נשתמש ב - HelmRepository custom resource שמורה על כך שה - source-controller יירשם ל - repository. נתחיל בהרשמה ל - nginx-ingress repository, מאחר וכל הקלאסטרים שלנו יצטרכו להתקין ingress controller, נתקין אותו בתיקיית infastructure/base . בתוך התיקייה ניצור תיקייה נוספת /infastructure/base/nginx שבה נציב את כל המשאבים הקשורים ל - nginx ingress controller. צרו את הקובץ namespace.yaml עם התוכן הבא:

/infastructure/base/nginx/namespace.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name:  nginx

נציב את כל המשאבים של nginx בתוך ה - namespace nginx.

כעת ניצור את ה - HelmRepository custom resource שירשם ל - ingress-nginx repository. ניצור את הקובץ infastructure/base/nginx/repository.yaml עם התוכן הבא:

/infastructure/base/nginx/repository.yaml

apiVersion: source.toolkit.fluxcd.io/v1beta2
kind: HelmRepository
metadata:
  name: nginx
  namespace: nginx
spec:
  url: oci://ghcr.io/nginxinc/charts
  type: oci

נשים לב לכמה נקודות:

• אנו מוסיפים את ה - repo מה - nginx הרשמי. זהו ה - nginx ingress controller המומלץ שלנו.
• אנו מעדיפים להשתמש תמיד ב - oci repositories.

נצטרך גם כמה קבצי kustomization.yaml כדי לארגן את המשאבים שלנו. נוסיף אחד בתיקיית nginx: /infastructure/base/nginx/kustomization.yaml עם התוכן הבא:

/infastructure/base/nginx/kustomization.yaml

resources:
  - namespace.yaml
  - repository.yaml

נצטרך גם קובץ kustomization.yaml בתיקיית /infastructure/base שיכלול את התיקייה nginx.

/infastructure/base/kustomization.yaml

resources:
  - ./nginx

בנוסף ניצור תיקייה /infastructure/staging עם קובץ kustomization.yaml שיאפשר לנו לעשות patch לשינויים שאנו רוצים להחיל על קלאסטר מסוים - במקרה זה קלאסטר staging.

/infastructure/staging/kustomization.yaml

resources:
  - ../base

כדאי לוודא עם kustomize שהפקודה kustomize build של התיקייה /infastructure/staging תחזיר את המשאבים הרצויים.

kustomize build infastructure/staging

תוצאת הפקודה תהיה:

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: nginx
---
apiVersion: source.toolkit.fluxcd.io/v1beta2
kind: HelmRepository
metadata:
  name: nginx
  namespace: nginx
spec:
  url: oci://ghcr.io/nginxinc/charts
  type: oci

דבר נוסף שעלינו לעשות הוא להודיע ל - kustomize-controller לצפות בתיקיית infastructure/staging. את זאת באמצעות Kustomization resource של Flux. ניצור את הקובץ clusters/staging/infastructure.yaml עם התוכן הבא:

clusters/staging/infastructure.yaml

apiVersion: kustomize.toolkit.fluxcd.io/v1
kind: Kustomization
metadata:
  name: infastructure
  namespace: flux-system
spec:
  interval: 10m0s
  path: ./infastructure/staging
  prune: true
  sourceRef:
    kind: GitRepository
    name: flux-system

נדחוף את הקוד ל - git ונראה אם ה - source-controller יירשם ל - ingress-nginx repository.

kubectl get helmrepository -n nginx

נראה את התוצאה הבאה:

NAME    URL                                          AGE     READY   STATUS
nginx   oci://ghcr.io/nginxinc/charts               7m57s

שימו לב שב - OCI repositories אין לנו עמודה READY/STATUS, מאחר וה - source-controller אין דרך לדעת אם ה - repository מוכן או לא. ראו issue כי זה עשוי להשתנות בעתיד.

HelmChart

עכשיו שהצלחנו לבצע הרשמה של ה - source-controller ל - ingress-nginx repository, עלינו להודיע ל - source-controller להביא chart ספציפי מה - repository. נעשה זאת עם ה - HelmChart custom resource. בתיקיית /infastructure/base/nginx ניצור את הקובץ chart.yaml עם התוכן הבא:

/infastructure/base/nginx/chart.yaml

apiVersion: source.toolkit.fluxcd.io/v1beta2
kind: HelmChart
metadata:
  name: nginx
  namespace: nginx
spec:
  interval: 1h
  chart: nginx-ingress
  sourceRef:
    kind: HelmRepository
    name: nginx
  version: 1.2.x

נשים לב לכמה נקודות ב - HelmChart custom resource:

• chart הוא שם ה - chart שאנו רוצים להתקין מה - repository שצוין ב - sourceRef.
• version מציין את הגרסא של ה - chart שנרצה להביא, בדוגמא זו אנו משתמשים ב - 1.2.x שמציין את הגרסא האחרונה בסדרה 1.2.

שדה version הוא אופציונלי, אם לא תציינו אותו, ה - source-controller יביא את הגרסא האחרונה של ה - chart. אנו ממליצים בחום לציין את הגרסא, אנו לא רוצים להיות מופתעים משינוי גרסא ב - chart, ואנו צריכים לעקוב אחרי עדכוני גרסאות בדרך דקלרטיבית עם gitops.

בקורס זה נלמד כיצד לנהל עדכוני helm בדרך מקצועית ובצורה הטובה ביותר:

• נשתמש ב - notification-controller כדי להודיע לנו כאשר גרסא חדשה של ה - chart זמינה.
• נשתמש ב - flux automation controllers כדי לעדכן את ה - staging cluster באופן אוטומטי.
• נשתמש ב - flux automation controllers כדי להניע pr לעדכון ה - production cluster.

נלמד את כל אלו במהלך הקורס, אבל לא בשיעור זה. זה ידרוש מאיתנו ליצור kustomization patch לגרסא ב - staging וב - production, אבל נתמודד עם זה כאשר נלמד כיצד לנהל גרסאות של helm בדרך מקצועית.

ראשית נוסיף את ה - chart ל - infastructure/base/nginx/kustomization.yaml:

/infastructure/base/nginx/kustomization.yaml

resources:
  - namespace.yaml
  - repository.yaml
  - chart.yaml

נדחוף את הקוד ל - git ונראה אם ה - source-controller יתפוס את ה - chart של nginx-ingress. אם הכל הלך כמו שצריך, נוכל להריץ את הפקודה:

kubectl get helmchart -n nginx

ונוכל לראות את התוצאה הבאה:

NAME    CHART           VERSION   SOURCE KIND      SOURCE NAME   AGE   READY   STATUS
nginx   nginx-ingress   1.2.x     HelmRepository   nginx         20m   True    pulled 'nginx-ingress' ...

HelmRelease

ה - chart שלנו עדיין לא הותקן, אנו רק רשומים ל - repository והבאנו את ה - chart. עכשיו הגיע הזמן להתקין את ה - chart על הקלאסטר שלנו, וזה משימה ל - helm-controller. ה - helm-controller יצפה ל - HelmRelease custom resources ויתקין את ה - chart שצוין ב - HelmRelease. ה - HelmRelease יציין איזה chart להשתמש, ואילו ערכים להעביר ל - chart. בתיקייה /infastructure/base/nginx ניצור את הקובץ release.yaml עם התוכן הבא:

/infastructure/base/nginx/release.yaml

apiVersion: helm.toolkit.fluxcd.io/v2beta2
kind: HelmRelease
metadata:
  name: nginx
  namespace: nginx
spec:
  chart:
    spec:
      chart: nginx-ingress
      version: 1.2.x
      sourceRef:
        kind: HelmRepository
        name: nginx
      interval: 1h
  interval: 1h
  releaseName: nginx

בתוך ה - HelmRelease יש שדה spec.chart שהוא קיצור דרך ליצירת HelmChart resource. אני מוצא את זה קצת יותר נוח ליצור את ה - HelmChart עם הקיצור הזה היות וזה מאפשר לי לראות את הגרסא של ה - release באותו קובץ. כלומר אנחנו יכולים למחוק את הקובץ infastructure/base/nginx/chart.yaml. ולערוך את הקובץ infastructure/base/nginx/kustomization.yaml שיכלול את הקובץ release.yaml:

/infastructure/base/nginx/kustomization.yaml

resources:
  - namespace.yaml
  - repository.yaml
  - release.yaml

נשים לב שבתוך ה - HelmRelease ישנם 2 שדות interval:

• הראשון בסעיף spec.chart - זה המרווח שבו ה - source-controller יבדוק אם יש גרסא חדשה של ה - chart ב - repository את הבדיקה הוא יבצע תוך התחשבות ב spec.chart.spec.version.
• השני בסעיף spec - זה המרווח שבו ה - helm-controller יבדוק סטייה בהתקנת ה - chart על הקלאסטר.

נדחוף את הקוד ל - git ונראה אם ה - helm-controller יתקין את ה - nginx-ingress על הקלאסטר שלנו. בטרמינל נריץ:

kubectl get helmrelease -n nginx

ניתן לראות את התוצאה הבאה:

NAME    AGE     READY   STATUS
nginx   3m51s   True    Helm install...

אם נרצה לבדוק מה הותקן על הקלאסטר, נוכל להריץ:

kubectl get all -n nginx

נראה תוצאה דומה לזו:

נשים לב לכמה נקודות:

• ingress controller ו pod ו deployment רצים
• ישנו גם service עם type LoadBalancer שנוצר, זהו ה - service שיחבר את ה - ingress controller לאינטרנט.

לסיכום

כאשר אנחנו משתמשים ב Flux לא נשתמש יותר בפקודות helm שמשנות את מצב הקלאסטר שלנו. הכל צריך להיות דקלרטיבי עם קבצי yaml שמסבירים ל - helm-controller איך לנהל את ה - helm releases שלנו. על מנת שה - helm-controller יתקין release, נצטרך שהוא יעבוד ביחד עם ה - source-controller שיביא את ה - chart מה - repository.

קוד המקור המלא של שיעור זה ניתן למצוא כאן