Helm

Helm

Helm은 Docker가 나오면서 Container 혁신이 이루어졌습니다.
그리고 이 Container를 쉽게 빠르게 배포 & 확장하고 관리해주는 Container Orchestration인 Kubernetes가 나오게 됩니다.
이런 Kubernetes를 Package 형태로 관리해주는 것이 바로 Helm입니다.

Helm은 Kubernetes Package Managing Tool입니다. Pyton의 pip, nodes.js의 npm과 비슷한 형태로 Kubernetes 패키지 배포를 가능하게 하는 Tool이라고 보시면 됩니다.
Helm을 사용하시다보면 Chart & Helm Chart라는 용어를 많이 접하시게 됩니다.
chart라고 부르는 package format을 사용하는데 chart는 Kubernetes Resource를 Describe하는 파일들의 집합입니다.

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Helm Architecture

Helm 목적

• 스크래치(scratch)부터 새로운 차트 생성
• 차트 아카이브(tgz) 파일로 차트 패키징
• 차트가 저장되는 곳인 차트 리포지터리와 상호작용
• Kubernetes Cluster에 차트 인스톨 및 언인스톨
• Helm으로 설치된 차트들의 릴리스 주기 관리

Helm 3가지 개념

• Chart는 쿠버네티스 애플리케이션의 인스턴스를 생성하는 데에 필요한 정보의 패키지입니다.
• Configrations은 릴리스 가능한 객체를 생성하기 위해 패키징된 차트로 병합될 수 있는 설정 정보를 가집니다.
• Release는 차트 의 구동중 인스턴스이며, 특정 설정 이 결합되어 있습니다.

Components

Helm은 실행프로그램이며, 다음 2가지 부분으로 나누어 구현되어 있습니다.

1. Helm Client는 엔드유저용 command-line 클라이언트입니다. 이 클라이언트는 다음과 같은 역할을 합니다.
   • Local chart development
   • Managing repositories
   • Managing releases
   • Interfacing with the Helm library
     • 설치할 차트를 전달
     • 기존 릴리스에 대한 업그레이드 또는 언인스톨 요청
2. Helm Library는 모든 Helm 동작 수행에 대한 로직을 제공합니다. 쿠버네티스 API 서버에 대한 인터페이스 역할을 하며 다음의 기능들을 제공합니다.
   • 릴리스를 빌드하기 위해 차트와 설정 결합
   • 쿠버네티스에 차트 설치, 후속 릴리스 객체 제공
   • 쿠버네티스와 상호작용하여 업그레이드 및 언인스톨 수행

단독형 Helm 라이브러리에는 Helm 로직이 캡슐화되어 있어 다른 클라이언트에서 효과적으로 활용할 수 있습니다.

Helm Client & Library는 Go 언어로 작성되었으며,
라이브러리는 쿠버네티스와 연동하기 위해 쿠버네티스 클라이언트 라이브러리를 사용합니다.
현재, 라이브러리는 REST+JSON을 사용하며, 쿠버네티스 내부에 위치한 시크릿(secret) 안에 정보를 저장합니다. 따라서 별도의 데이터베이스가 필요하지 않습니다.

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Helm Chart

Helm Chart는 특정 Directory 하위에 모여있는 파일들을 chart라고 부르는데,
chart의 형태는 다음과 같은 구조를 되어 있으며 버전 정보가 붙은 tgz 형태의 압축 패키징 됩니다.

gitlab-4.0.2.tgz 파일은 4.0.2 버전의 gitlab chart이며 Chart에 대한 더 자세한 사항은 Helm Chart Template Guide를 참고하시면 됩니다.

• Gitlab Chart Sample
  

Chart Name은 Directory Name과 동일하며 Directory 안에 Chart 파일들이 있으며, 각 파일에 대한 설명은 다음과 같습니다.

대상	설명
Chart.yaml	해당 Helm Chart에 대한 정보
values.yaml	해당 Helm Chart에서 사용하는 각종 값들에 대한 정의
charts	의존하느 Chart에 대한 정보
templates	Kubernetes를 정의하는 manifest file이 정의되어 있는 디렉토리
README.md	사용자가 읽을 수 있는 markdown 형태의 README 파일
repository	Chart들이 공유되는 공간. (DockerHub 개념)
release	Kubernetes 환경에서 동작하는 서비스들은 release 버전이 존재함

Chart / Repository / Release 관계를 정리하면, Helm Chart Repository에서 Chart를 찾을 수 없으며 Helm Chart는 Kubernetes를 설명하는 파일 목록입니다.
그리고 설치할 때마다 Release 버전이 생성됩니다.

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Helm Install

Helm은 Client / Server(tiller) 두가지 파트로 나눠져 있습니다.
Client는 end user를 위한 command-line client이며, Local Chart 개발이나 Repository Managing, Server(tiller)에 chart 설치 요청 등 주로 Chart를 관리합니다.
tiller라고도 부르는 Server는 in-cluster 서버로 Chart의 배포, 릴리즈를 관리합니다.

Helm Client

Helm Client는 Github에서 플랫폼에 해당하는 버전을 다운로드하여 압축 해제 후 사용이 가능합니다.
(* Kubesphere를 사용하시려면 다음을 참고하시기 바랍니다. Helm version >= 2.10.0 and < 3.0，see Install and Configure Helm in Kubernetes; KubeSphere 3.0 will support Helm 3.0) 본 가이드에서는 Kubesphere 사용을 위해 Helm v2.16.8 으로 설치하도록 하겠습니다. 아울러 Helm v2.0과 v3.0은 차이점을 참고하시기 바랍니다.

1. Helm Download
   압축 파일 다운로드 -> 압축 해제 -> 파일 복사 -> 소유권 변경

   $ wget https://get.helm.sh/helm-v2.16.8-linux-amd64.tar.gz
   $ tar xvf helm-v2.16.8-linux-amd64.tar.gz
   $ sudo cp linux-amd64/tiller /usr/local/bin
   $ sudo cp linux-amd64/helm /usr/local/bin
   $ sudo chown root:ubuntu /usr/local/bin/tiller
   $ sudo chown root:ubuntu /usr/local/bin/helm

   

2. Helm 설치 확인
   설치가 잘 되었는지 다음 명령어로 확인하실 수 있습니다.

   $ helm version

   

Helm Server Tiller

tiller를 설치하기 위해서 서비스 계정을 생성하고, cluster-admin Role을 생성합니다. CLI로 생성하거나 yaml을 활용하여 생성해도 됩니다.

1. ServiceAccount & ClusterRole 생성

   • yaml 활용

     $ vi rbac-tiller.yaml
     ---
     apiVersion: v1
     kind: ServiceAccount
     metadata:
       name: tiller
       namespace: kube-system
     ---
     apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
     kind: ClusterRoleBinding
     metadata:
       name: tiller
     roleRef:
       apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
       kind: ClusterRole
       name: cluster-admin
     subjects:
       - kind: ServiceAccount
         name: tiller
         namespace: kube-system
     

     

2. ServiceAccount & ClusterRole 적용
   • CLI 활용

     $ kubectl -n kube-system create sa tiller
     $ kubectl create clusterrolebinding tiller –clusterrole cluster-admin –serviceaccount=kube-system:tiller

     

   • yaml 활용

     $ kubectl apply -f ./rbac-tiller.yaml

     

3. tiller 설치
   • CLI 활용

     $ helm init –service-account tiller

     

4. helm repository update
   • CLI 활용

     $ helm repo update

     

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How to Migrate from Helm V2 to Helm V3

Helm의 V3의 자세한 사항은 공식 사이트를 참조하시기 바랍니다.

Tiller 삭제

• 클라이언트/서버 환경에서 클라이언트/라이브러리 아키텍처로 대체합니다. (helm 바이너리만 해당)
• 보안은 이제 사용자 단위로 합니다. (Kubernetes 사용자 클러스터 보안으로 위임 됨)
• 릴리스는 이제 in-cluster secrets으로 저장되고 릴리스 객체 메타 데이터가 변경되었습니다.
• 릴리스는 더 이상 Tiller 네임 스페이스가 아닌 릴리스 네임 스페이스를 기준으로 지속 됩니다.

Chart 저장소 업데이트

• helm search 는 로컬 리포지토리 검색과 Helm Hub에 대한 검색 쿼리를 모두 지원합니다.

다음 사양 변경으로 인해 차트 apiVersion이 v2로 변경

• 동적으로 연결된 차트 종속성은 Chart.yaml로 이동 (requirements.yaml 제거. 요구 사항은 –> 종속성으로 변경)
• 라이브러리 차트 (Helper / 공통 차트)를 동적으로 연결된 차트 종속성으로 추가 할 수 있습니다.
• 차트는 application 또는 library type을 가지며 차트를 정의하는 메타 데이터 필드에 정의합니다. 기본적으로 응용 프로그램이므로 렌더링 및 설치가 가능합니다.
• Helm 2 차트 (apiVersion = v1)는 여전히 설치 가능합니다.

XDG 디렉토리 사양이 추가되었습니다.

• Helm home은 삭제되었습니다. Configuration저장을 위한 XDG 디렉토리 스펙은 교체되었습니다.
• 더 이상 Helm을 초기화 할 필요가 없습니다.
• helm init 과 helm home 은 제거되었습니다.

추가 변경 사항

• Helm 설치 / 설정이 단순화 되었습니다
  • Helm 클라이언트만 설치 (Tiller는 없음)
  • 그대로 실행 패러다임(Run-as-is paradigm)
• local 또는 stable 리포지토리는 기본적으로 설정되어 있지 않습니다.
• crd-install hook은 제거되었으며 차트 안의 crds 디렉토리는 차트 렌더링 전에 디렉토리에 정의 된 모든 CRD가 설치되도록 교체되었습니다.
• test-failure hook 어노테이션 값은 제거되었으며, test-success는 더 이상 사용되지 않습니다. 대신 test를 사용합니다.
• removed/replaced/added 명령
• delete –> uninstall : 기본적으로 모든 릴리스 기록을 제거합니다 (이전에는 –purge 필요)
• fetch –> pull
• home (removed)
• init (removed)
• install : 릴리스 이름 또는 –generate-name 인자가 필요합니다.
• inspect –> show
• reset (removed)
• serve (removed)
• template : -x / –execute 인자의 이름이 -s / –show-only로 대체
• upgrade : 릴리스 당 저장되는 최대 revision 수를 제한하는 –history-max 인자가 추가되었습니다 (무제한은 0).
• Helm 3 Go 라이브러리는 많은 변화를 겪었으며 Helm 2 라이브러리와 호환되지 않습니다.
• 릴리스 바이너리가 get.helm.sh 로 호스팅됩니다.

Helm v2를 Helm v3으로 마이그레이션

• 이 사용 사례는 Helm v3이 기존 Helm v2 릴리스를 관리하도록 하려는 경우에 적용됩니다.
• Helm v2 클라이언트는 다음과 같습니다.
  • 1 ~ 다수의 Kubernetes 클러스터를 관리 할 수 ​​있습니다.
  • 클러스터의 1 대 다수의 Tiller 인스턴스에 연결할 수 있습니다.

• 즉, 릴리스가 Tiller 및 해당 네임 스페이스에 의해 클러스터에 배치 될 때, 마이그레이션 할 때 임을 인식해야 합니다. 따라서 Helm v2 클라이언트 인스턴스가 관리하는 각 클러스터 및 각 Tiller 인스턴스에 대한 마이그레이션을 알고 있어야합니다.

• 권장되는 데이터 마이그레이션 경로는 다음과 같습니다.
  • v2 데이터 백업
  • Helm v2 configuration 마이그레이션
  • Helm v2 릴리스 마이그레이션
  • Helm v3이 모든 Helm v2 데이터 (Hem v2 클라이언트 인스턴스의 모든 클러스터 및 Tiller 인스턴스에 대해)를 예상대로 관리한 경우 Helm v2 데이터를 정리(clean up)하세요.
• Helm v3의 2to3 플러그인으로 마이그레이션 프로세스가 자동화됩니다.

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참고1

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