Helm Chart 多环境、多集群交付实践，透视资源拓扑和差异

简介：在本文中，我们将介绍如何通过 KubeVela解决多集群环境下 Helm Chart 的部署问题。如果你手里没有多集群也不要紧，我们将介绍一种仅依赖于 Docker 或者 Linux 系统的轻量级部署方式，可以让你轻松的体验多集群功能。当然，KubeVela 也完全具备单集群的 Helm Chart 交付能力。

Helm Charts[1] 如今已是一种非常流行的软件打包方式，在其应用市场中你可以找到接近一万款适用于云原生环境的软件。然后在如今的混合云多集群环境中，业务越来越依赖部署到不同的集群、不同的环境、同时指定不同的配置。再这样的环境下，单纯依赖 Helm 工具可能无法做到灵活的部署和交付。

在本文中，我们将介绍如何通过 KubeVela[2] 解决多集群环境下 Helm Chart 的部署问题。如果你手里没有多集群也不要紧，我们将介绍一种仅依赖于 Docker 或者 Linux 系统的轻量级部署方式，可以让你轻松的体验多集群功能。当然，KubeVela 也完全具备单集群的 Helm Chart 交付[3]能力。

前提条件

安装 Docker v20.10.5+ (runc >= v1.0.0-rc93) 或者你的操作系统是 Linux。
VelaD[4]，一个轻量级的部署 KubeVela 和 Kubernetes 的工具。

准备集群

本节是做 KubeVela 以及多集群环境的准备，我们将基于 Docker 或者 Linux 环境从头开始。如果你已经具备了 KubeVela 的环境并且完成了集群管理[5] ，则可以跳过本节。

安装 KubeVela 控制平面

velad install

将新创建的集群导入到环境变量

export KUBECONFIG=$(velad kubeconfig --name default --host)

到这里，恭喜你！我们已经完成了 KubeVela 控制平面的安装。你可以通过下面这个方式加入你的 Kubernetes 集群：

vela cluster join <path-to-kubeconfig-of-cluster> --name foo

如果你没有现成的 Kubernetes 集群，VelaD 也可以很方便的为你创建一个：

用 velad 创建一个名为 foo 的集群，并加入到控制平面

velad install --name foo --cluster-only
vela cluster join $(velad kubeconfig --name foo --internal) --name foo

作为一个充分可扩展的控制平面，KubeVela 的大多数能力都是作为插件提供的。接下来的几步我们介绍安装 Helm 多集群部署的必要插件。

启用 velaux 插件，获得 UI 控制台

vela addon enable velaux

启用 fluxcd 插件获得 helm chart 交付能力

vela addon enable fluxcd

如果你在加入新集群之前已启用过 fluxcd 插件，则应该通过以下方式来为新加入的集群启用（部署）插件：

vela addon enable fluxcd --clusters foo

至此，我们完成了所有的准备工作，可以查看加入的集群了：

$ vela cluster ls
CLUSTER ALIAS   TYPE            ENDPOINT                ACCEPTED    LABELS
local           Internal        -                       true
foo             X509Certificate https://172.20.0.6:6443 true

local 是 KubeVela 控制平面的集群，foo 则是我们刚刚添加的集群。

多集群部署

我们可以使用 topology 策略来指定 Helm Chart 交付的环境，指令如下：

cat <<EOF | vela up -f -
apiVersion: core.oam.dev/v1beta1
kind: Application
metadata:
  name: helm-hello
spec:
  components:
    - name: hello
      type: helm
      properties:
        repoType: "helm"
        url: "https://jhidalgo3.github.io/helm-charts/"
        chart: "hello-kubernetes-chart"
        version: "3.0.0"
  policies:
    - name: foo-cluster-only
      type: topology
      properties:
        clusters: ["foo"]
EOF

clusters 字段的 topology 策略是一个切片（slice），此处可以指定多个集群的名称。你还可以使用标签选择器或指定命名空间，详情见参考文档[6] 。

部署后，你可以通过以下方式检查已部署的应用程序：

vela status helm-hello

部署成功的预期输出应该如下：

About:

  Name:         helm-hello
  Namespace:    default
  Created at:   2022-06-09 19:14:57 +0800 CST
  Status:       running

Workflow:

  mode: DAG
  finished: true
  Suspend: false
  Terminated: false
  Steps
  - id:vtahj5zrz4
    name:deploy-foo-cluster-only
    type:deploy
    phase:succeeded
    message:

Services:

  - Name: hello
    Cluster: foo  Namespace: default
    Type: helm
    Healthy Fetch repository successfully, Create helm release successfully
    No trait applied

你可以通过以下方式检查已部署的资源：

$ vela status helm-hello --tree
CLUSTER       NAMESPACE     RESOURCE             STATUS
foo       ─── default   ─┬─ HelmRelease/hello    updated
                         └─ HelmRepository/hello updated

你也可以通过 VelaUX 检查已部署的资源。

使用 UI 控制台查看部署状态

通过使用 velaux UI 控制台，则可以很方便的查看多集群信息，并获得统一的体验。你可以参考文档[7]了解 VelaUX 的访问和使用细节。

通过 UI 界面，我们可以：

检查来自不同集群的实例状态和事件：

检查来自不同集群的实例日志：

检查资源拓扑关系和状态：

使用 Override 配置进行部署

在某些情况下，我们会为不同集群的 Helm Chart 设置不同的 Value ，这样我们可以使用 Override 策略[8]。

下面是一个复杂的示例，我们将把一个 Helm Chart 部署到两个集群中，并为每个集群指定不同的 Value 。让我们部署它：

cat <<EOF | vela up -f -
apiVersion: core.oam.dev/v1beta1
kind: Application
metadata:
  name: helm-hello
spec:
  components:
    - name: hello
      type: helm
      properties:
        repoType: "helm"
        url: "https://jhidalgo3.github.io/helm-charts/"
        chart: "hello-kubernetes-chart"
        version: "3.0.0"
  policies:
    - name: topology-local
      type: topology
      properties:
        clusters: ["local"]
    - name: topology-foo
      type: topology
      properties:
        clusters: ["foo"]
    - name: override-local
      type: override
      properties:
        components:
          - name: hello
            properties:
              values:
                configs:
                  MESSAGE: Welcome to Control Plane Cluster!
    - name: override-foo
      type: override
      properties:
        components:
          - name: hello
            properties:
              values:
                configs:
                  MESSAGE: Welcome to Your New Foo Cluster!
  workflow:
    steps:
      - name: deploy2local
        type: deploy
        properties:
          policies: ["topology-local", "override-local"]
      - name: manual-approval
        type: suspend
      - name: deploy2foo
        type: deploy
        properties:
          policies: ["topology-foo", "override-foo"]
EOF

注意：如果你觉得策略和工作流程有点复杂，你可以将它们作为一个外部对象并仅引用该对象，用法和容器交付[9]是一样的。

部署过程分为三个步骤：

（1）部署到本地集群；

（2）等待人工审批；

（3）部署到 foo 集群。

你会发现它在第一步之后就被暂停了，就像下面这样：

$ vela status helm-hello
About:

  Name:         helm-hello
  Namespace:    default
  Created at:   2022-06-09 19:38:13 +0800 CST
  Status:       workflowSuspending

Workflow:

  mode: StepByStep
  finished: false
  Suspend: true
  Terminated: false
  Steps
  - id:ww4cydlvee
    name:deploy2local
    type:deploy
    phase:succeeded
    message:
  - id:xj6hu97e1e
    name:manual-approval
    type:suspend
    phase:succeeded
    message:

Services:

  - Name: hello
    Cluster: local  Namespace: default
    Type: helm
    Healthy Fetch repository successfully, Create helm release successfully
    No trait applied

你可以查看并使用 Value 为 “Welcome to Control Plane Cluster!” 的部署在控制平面的 Helm Chart 。

vela port-forward helm-hello

浏览器会自动提示如下页面：

发现部署成功，让我们继续。

vela workflow resume helm-hello

然后它会部署到 foo 集群，你可以查看这些资源的详细信息。

$ vela status helm-hello --tree --detail
CLUSTER       NAMESPACE     RESOURCE             STATUS    APPLY_TIME          DETAIL
foo       ─── default   ─┬─ HelmRelease/hello    updated   2022-06-09 19:38:13 Ready: True  Status: Release reconciliation succeeded  Age: 64s
                         └─ HelmRepository/hello updated   2022-06-09 19:38:13 URL: https://jhidalgo3.github.io/helm-charts/  Age: 64s  Ready: True
                                                                               Status: stored artifact for revision 'ab876069f02d779cb4b63587af1266464818ba3790c0ccd50337e3cdead44803'
local     ─── default   ─┬─ HelmRelease/hello    updated   2022-06-09 19:38:13 Ready: True  Status: Release reconciliation succeeded  Age: 7m34s
                         └─ HelmRepository/hello updated   2022-06-09 19:38:13 URL: https://jhidalgo3.github.io/helm-charts/  Age: 7m34s  Ready: True

Status: stored 再次使用端口转发：

vela port-forward helm-hello

然后它会弹出一些选项：

? You have 2 deployed resources in your app. Please choose one:  [Use arrows to move, type to filter]
> Cluster: foo | Namespace: default | Kind: HelmRelease | Name: hello
  Cluster: local | Namespace: default | Kind: HelmRelease | Name: hello

选择带有 foo 集群的选项，然后你会看到结果已经被新消息覆盖。

$ curl http://127.0.0.1:8080/
...snip...
      <div id="message">
  Welcome to Your New Foo Cluster!
</div>
...snip...

为不同环境指定不同的 Value 文件

你可以为不同环境选择 Helm Chart 中现有的不同 Value 文件。比如：

请确保你的本地集群有两个命名空间 “test” 和 “prod”，它们代表我们示例中的两个环境。

我们以 Chart hello-kubernetes-chart 为例。这个 Chart 有两个 Value 文件。你可以拉取此 Chart 并查看其中包含的所有文件：

$ tree ./hello-kubernetes-chart
./hello-kubernetes-chart
├── Chart.yaml
├── templates
│ ├── NOTES.txt
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── config-map.yaml
│ ├── deployment.yaml
│ ├── hpa.yaml
│ ├── ingress.yaml
│ ├── service.yaml
│ ├── serviceaccount.yaml
│ └── tests
│ └── test-connection.yaml
├── values-production.yaml
└── values.yaml

我们可以看到此 Chart 中有 values.yaml values-production.yaml 这两个 Value 文件。

cat <<EOF | vela up -f -
apiVersion: core.oam.dev/v1beta1
kind: Application
metadata:
  name: hello-kubernetes
spec:
  components:
    - name: hello-kubernetes
      type: helm
      properties:
        repoType: "helm"
        url: "https://wangyikewxgm.github.io/my-charts/"
        chart: "hello-kubernetes-chart"
        version: "0.1.0"

  policies:
    - name: topology-test
      type: topology
      properties:
        clusters: ["local"]
        namespace: "test"
    - name: topology-prod
      type: topology
      properties:
        clusters: ["local"]
        namespace: "prod"
    - name: override-prod
      type: override
      properties:
        components:
          - name: hello-kubernetes
            properties:
              valuesFiles:
                - "values-production.yaml"
  workflow:
    steps:
      - name: deploy2test
        type: deploy
        properties:
          policies: ["topology-test"]
      - name: deploy2prod
        type: deploy
        properties:
          policies: ["topology-prod", "override-prod"]  
EOF