云原生交付加速!容器镜像服务企业版支持 Helm Chart

2018 年 6 月,Helm 正式加入了 CNCF 孵化项目;2018 年 8 月,据 CNCF 的调研代表,有百分之六十八的开发者选择了 Helm 做为其应用包装方案;2019 年 6 月,阿里云正式开放了开放云原生应用中心,为国内用户提供了海量的本地化 Helm Charts 应用;2019 年 7 月,阿里云镜像服务企业版正式开放了 Helm Charts 托管能力,容许企业版用户完成私有 Helm Charts 的推送、拉取以及批量管理。html

Helm Chart,这到底是什么呢?

伴随着云原生技术的迅速崛起,Kubernetes 已经成为事实上应用容器化平台的标准,成为了云原生领域的一等公民。它以一种声明式的容器编排与管理体系,让软件交付变得愈来愈标准化。具体来讲,Kubernetes 提供了统一模式的 API,能以 YAML 格式的文件定义 Kubernetes 集群内的资源。这些资源的种类繁多,例如无状态应用的部署 Deployment,有状态应用的部署 StatefulSet,配置项 ConfigMap 等等。
这一些 YAML 格式的资源定义使得 Kubernetes 能轻松被上下游系统所集成,完成一系列本来须要用非标准化脚本、人工来完成的操做。可是这些文件的缺点也很明显,当咱们想要建立一个资源时,每每要书写这样的一个 YAML 文件,这对于刚入门的开发者来讲,存在着一些门槛。同时,当咱们在大团队中协做,迭代这些资源时,就总以为直接修改这样一个文件,会有冲突,没法回滚,难以溯源,边界模糊等问题。
所以云原生社区也衍生出了一系列最佳实践解决这些痛点,例如:linux

  • 一些人将 YAML 文件都放到一个 Git 仓库中,依赖于 Git 的版本管理能力来管理线上架构,借助 CI 平台完成从 Git 仓库到线上环境的自动部署,人们把这称为 GitOps。GitOps 解决了 YAML 没法被版本化、变动没法溯源的问题。
  • kubernetes-sigs/kustomize 引入了 YAML 的公共模块机制,使得不一样的 YAML 之间能够彼此引用依赖,使书写更加方便,维护起来更加清晰。
  • 本文的主角 Helm 也是其中一个项目,它提出了 Chart 这个概念。一个 Chart 打包了一个应用的全部Kubernetes 资源的 YAML 文件,对外提供文档、配置项、版本等信息。而 Helm 自己则是一个命令行工具,咱们可使用 Helm 提交一个 Chart 到 Kubernetes 集群中,运行在集群中的控制器(v2 中为 tiller)会将 Chart 内的资源分别部署到 Kubernetes 集群中。

人们擅长于用已知来理解未知,咱们就用下表来简单地介绍 Kubernetes 的世界中 Helm 的角色。nginx

从现状来看,Helm 已经成为了应用分发界事实上的标准,但仍能听到一些反声音表示在生产环境使用,务必三思然后行:git

  • Helm 的书写过程就是反人类的,Golang Template 的引入让事情变得更加复杂
  • Helm 生命周期管理能力很弱,没法处理复杂的部署
  • v2 版本中 Tiller 的引入,让 RBAC 变得毫无做用

Helm Chart 现状

根据 CNCF 在去年八月份的调研,有百分之六十八的人选择了 Helm Chart。不只仅是开源软件的第三方交付,许多企业内部也借助 Helm 对于运行态 Release 的管理功能,知足其实现软件迭代过程当中软件版本化、可追溯、可回滚方面的诉求。
在这些企业内部,用户使用 Chart 时面临着 Chart 存储方案的选择难题。咱们作了一些调研,其实能被选择的方案并很少。一些用户将 Chart 直接放到 Git 仓库中进行版本化管理,一些客户则借助于开源软件来搭建一个相似于 Docker Hub 的 Chart 仓库来完成 Chart 托管,而有另一些开源软件,则实现了一个 Helm 插件,能够将 Helm Chart 直接推送到相似于 OSS、S3 这样的对象存储中去。
然而对于企业级客户而言,这几种方案都面临着一些缺点。Git 仓库上手快,但其 Chart 内容版本和 Git 仓库分支没有关联;以开源软件搭建的 Chart 仓库又是另一个须要维护的应用,增长了基础架构的依赖;Helm Chart 直接推送到 OSS 中,缺乏企业级的权限管理,管理几乎都在命令行中完成。github

镜像服务企业版 Helm Chart 托管功能开放

图为基于镜像服务企业版的软件迭代一站式解决方案

2019 年 7 月,阿里云镜像服务企业版正式开放了 Helm Chart 托管能力,提供了与容器镜像几乎同样的使用体验,理论上能够支持无限量的 Helm Chart 托管,提供 99.999999999% 的数据可靠性。类比于其余同类别的开源产品,咱们作了深度改造,提供了以下的企业级特性:
安全合规
做为云服务提供,第一要务即是安全合规。在社区默认的例子里,Chartmuseum 使用了 Basic Auth 的认证,这种认证一般为固定的密码,没法接入阿里云 RAM 鉴权体系。在改造中,咱们将 Chartmuseum 改为了 OAuth 2.0 Bearer Token 的鉴权机制,借鉴了 Registry 与 Docker Engine 之间的鉴权链路。同时开发了 Helm 客户端插件 AliyunContainerService/helm-acr 来自动完成鉴权,提高数据安全性和用户体验。安全

图为 OAuth2.0 鉴权链路,来自 chartmuseum/auth-server-example

RAM 鉴权管理体系网络

默认 Chartmuseum 的 UI 控制台没法完成一些复杂的操做。咱们但愿控制台能够容许:架构

  • 多命名空间和 Chart 仓库管理
  • 不一样子帐号对不一样命名空间的权限管理
    原生的 Chartmuseum 提供了 depth 的参数,用于控制租户级别:当 depth 等于 0 时,它表现为一个平面的仓库,能够堆听任意 Chart 版本。当 depth 等于 2 时,它增长了 org(组织),repo(仓库)的概念以下:
charts
├── org1
│   ├── repoa
│   │   └── nginx-ingress-0.9.3.tgz
├── org2
│   ├── repob
│   │   └── chartmuseum-0.4.0.tgz
​

为了让 Chartmuseum 的层级与咱们现有的容器镜像保持统一,咱们配置 depth 为 2,将组织映射到了咱们的命名空间,将仓库映射到了咱们的仓库,而这个仓库则是一片平地,能够推任意版本的 Chart。基于这部分关系映射后,咱们经过回调改造将 Chartmuseum 的关系同步映射过来,以下表。结合阿里云的 RAM 鉴权策略,咱们能够很是方便地对不一样子帐号、不一样命名空间、仓库进行受权管理。工具

镜像服务企业版
├── 命名空间 A
│   ├── Chart 仓库 A
│   │   └── nginx-ingress-0.9.3.tgz
├── 命名空间 B
│   ├── Chart 仓库 B
│   │   └── chartmuseum-0.4.0.tgz
​

自定义网络 ACL优化

与企业版中提供的容器镜像服务一致,咱们对 Helm Chart 托管能力的可访问入口也提供了自定义网络 ACL 的能力,您能够指定不一样的 VPC、互联网 IP 地址访问到不一样的企业版实例。

动手实践

容器镜像服务企业版支持 v2 版本的 Chart 安全托管,在企业版实例概览页开启 Charts 组件,待组件状态变为运行中,便可开始托管 Chart 类型仓库。

图为容器镜像服务企业版概览界面

安装并配置客户端

从官方下载须要的 Helm Chart 版本

# 解压缩
tar -zxvf helm-v2.14.2-linux-amd64.tgz

# 移动至指定位置
mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

使用 Helm Chart 托管功能时,请确保客户端为 v2 最新版本,能够经过 helm version -c 确认,建议使用 v2.14.2 版本。

​
# 安装 Helm 插件,请注意预先安装 git
helm plugin install https://github.com/AliyunContainerService/helm-acr

# 初始化

# 1\. 若是您当前在容器服务集群节点上,默认已经有初始化完成的 tiller ,只须要初始化 client。可使用 skip-refresh 命令避免访问 google Chart 源:
helm init --client-only --skip-refresh

# 2\. 若是您当前在自建的 Kubernetes 集群节点上,而且但愿避免访问 google Chart 源,可使用如下命令:
helm init --skip-refresh

配置本地仓库映射

您须要指定一个本地仓库名称,映射到线上的某一个命名空间下的某一个 Chart 仓库。

export HELM_REPO_USERNAME='<企业版实例访问凭证中帐号>';
export HELM_REPO_PASSWORD='<企业版实例访问凭证中密码>';

helm repo add <本地仓库名称> acr://<实例名称>-chart..cr.aliyuncs.com/<命名空间>/<Chart 仓库> --username ${HELM_REPO_USERNAME} --password ${HELM_REPO_PASSWORD}

推送 Chart

在简单配置企业版实例的访问凭证并打开网络访问控制后,就能够在终端推送 Chart 到 Chart 仓库中。

​
# 本地建立一个 Chart
helm create <Chart 名称>

# 推送 Chart 目录
helm push <Chart 名称> <本地仓库名称>

# 或者推送 Chart 压缩包
helm push <Chart 名称>-<Chart 版本>.tgz <本地仓库名称>
​

您能够在企业版控制台查看这些版本的大小信息并便捷管理版本,点击帮助文档,查看更多操做详情。

图为企业版 Chart 版本列表界面

将来

阿里云容器镜像服务(ACR)是国内最大的公有云镜像服务平台之一,支撑数万名开发者,十亿级别的镜像拉取,为开发者的每一个应用镜像保驾护航。容器镜像服务企业版(ACR EE)是新推出面向企业级客户的安全托管平台,支持容器镜像及 Helm Chart 多种云原生应用资产管理,提供企业版实例独享部署、自定义网络访问控制及 P2P 大规模镜像分发等功能。将来咱们将持续改进、优化 Helm Chart 托管能力,提供自定义接入域名,服务端 BYOK 存储加密等企业级功能。



本文做者:瑶靖

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