مدخل إلى Helm: مدير حزم Kubernetes

يمكن أن يكون نشر التطبيقات في Kubernetes، نظام تنسيق الحاويات القوي والشائع، أمرًا معقدا. قد يتضمن إعداد تطبيق واحد إنشاء التعامل مع موارد Kubernetes المترابطة، مثل كائنات Pod، والخدمات وعمليات النشر والنسخ المتماثلة، يتطلب كل منها كتابة ملف YAML مفصل.

Helm هو مدير حزم يسمح للمطورين والمشغلين بتحزيم التطبيقات والخدمات وإعدادها ونشرها على عناقيد Kubernetes بسهولة أكبر؛ وهو الآن مشروع رسمي من مشاريع منصة Kubernetes الرسمية، ويمثّل جزءًا من مؤسسة الحوسبة السحابية الأصيلة (Cloud Native Computing Foundation)، وهي مؤسسة غير ربحية تدعم المشاريع مفتوحة المصدر التي تشكّل جزءًا من النظام البيئي لمنصة Kubernetes، والمشاريع التي تدور حولها.

سنقدم في هذ المقال نظرة عامة على Helm والتجريدات المختلفة التي يستخدمها لتبسيط نشر التطبيقات في Kubernetes. إذا كنت جديدًا على Kubernetes، فقد يكون من المفيد قراءة مقدمة عن Kubernetes أولاً للتعرف على المفاهيم الأساسية.

نظرة عامة على Helm

تحوي غالبية لغات البرمجة وأنظمة التشغيل على مدير حزم خاص بها للمساعدة في تثبيت البرامج وصيانتها. يقدّم Helm مجموعة الميزات الأساسية نفسها التي يقدّمها الكثير من مديري الحزم المشهورين مثل apt في توزيعة دبيان و pip في بيئة تطوير بايثون.

يستطيع Helm:

• تثبيت البرامج.
• تثبيت اعتماديّات البرامج تلقائيا.
• ترقية البرامج.
• إعداد عمليات نشر البرامج.
• إحضار حزم البرامج من المستودعات.

يوفر Helm هذه الوظائف من خلال المكونات التالية:

• أداة سطر الأوامر، helm، التي توفر واجهة مستخدم لجميع وظائف Helm.
• مكوّن مرافق للخادم، tiller، يعمل على عنقود Kubernetes الخاصة بك، ويستمع إلى الأوامر من helm، ويتعامل مع إعدادات إصدارات البرامج وعمليّات نشرها على عنقود Kubernetes.
• صيغة تحزيم خاصّة بمدير الحزم Helm، وتسمى charts.
• مستودع رسمي لحزم Charts، مع حزم جاهزة لمشاريع برمجية مفتوحة المصدر شائعة.

سنحقق في تنسيق الحزم بمزيد من التفاصيل بعد ذلك. سنفصّل في ما يلي حول صيغة التحزيم Charts.

صيغة التحزيم Charts

يُطلَق على حزم Helm اسم Charts، وتتكون من عدد قليل من ملفات الإعداد المكتوبة بلغة YAML وبعض القوالب التي تُصيَّر (Rendered) ضمن ملف التبيان (Manifest file) في Kubernetes. في ما يلي البنية القاعدية لمجلّد حزمة بصيغة Chart:

package-name/
  charts/
  templates/
  Chart.yaml
  LICENSE
  README.md
  requirements.yaml
  values.yaml

هذه المجلدات والملفات لها الوظائف التالية:

• /charts: يمكن وضع اعتماديّات الحزم المُدارة يدويًا في هذا المجلد، على الرغم من أنه من الأفضل عادةً استخدام requirements.yaml لربط الاعتماديّات بالحزمة ديناميكيّا.
• /templates: يحتوي هذا المجلد على ملفات القوالب التي تُدمَج مع قيم الإعداد (من ملف values.yaml وسطر الأوامر) وتُصيّر ضمن ملفّات تبيان Kubernetes. تستخدم القوالب تنسيق القوالب في لغة برمجة Go.
• Chart.yaml: ملف YAML يحتوي على بيانات وصفية حول الحزم، مثل اسم الحزمة وإصدارها، ومعلومات المشرف، وموقع الويب ذي الصلة، والكلمات الرئيسية للبحث.
• LICENSE: ترخيص نص عادي للحزمة.
• README.md: ملف تمهيدي يحتوي على معلومات لمستخدمي الحزمة.
• requirements.yaml: ملف YAML يسرد اعتماديّات الحزمة.
• values.yaml: ملف YAML بقيم الإعدادات الافتراضية للحزمة.

يمكن للأمر helm تثبيت حزمة من مُجلد محلي، أو من مجلّد بالبنية أعلاه مضغوط ضمن ملف tar.gz.. يمكن أيضًا تنزيل هذه الحزم وتثبيتها تلقائيًا من مستودعات حزم Helm.

سنلقي في ما يلي نظرة على مستودعات حزم Helm.

مستودعات الحزم

يتمثّل مستودع حزم Helm في موقع ويب بسيط يقدّم ملفّ index.yaml وحزمة Helm مضغوطة في ملفtar.gz. . يحتوي الأمر helm على خيارات متاحة للمساعدة في التحزيم بصيغة Helm وإنشاء ملف index.yaml المطلوب. يمكن تقديم هذه الملفات بواسطة أي خادم ويب أو خدمة تخزين أو مضيف مواقع ثابتة مثل صفحات GitHub.

يأتي Helm مهيأ مسبقًا بمستودع حزم مبدئي، يوصف بأنه مستقر (stable). يشير هذا المستودع إلى مجموعة تخزين Google على الرابط https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com. يمكن العثور على مصدر المستودع المستقر على مستودع Git التالي.

يمكن إضافة مستودعات بديلة باستخدام الأمر helm repo add. في ما يلي مستودعات بديلة شائعة:

• مستودع incubator الرسمي الذي يحتوي على حزم غير جاهزة بعد لتكون ضمن المستودع المستقر. يمكن العثور على تعليمات استخدام Incubator في صفحة Github التالية.
• مستودع Bitnami الذي يوفر حزمًا غير متوفّرة في المستودع الرسمي المستقر.

سواء كنت تثبّت حزمة طوّرتها محليًا، أو حصلت عليها من مستودع، فستحتاج إلى تهيئتها لإعداداتك الخاصة، وهو ما سننظر فيه الفقرة التالية

إعداد حزم Helm

عادةً ما تأتي حزم Helm بقيم الإعدادات الافتراضية في ملف values.yaml. قد تكون بعض التطبيقات قابلة للنشر كاملةً باستخدام القيم الافتراضية، ولكن ستحتاج عادةً إلى إعادة تعيين قيم لتلبية احتياجاتك.

يحدّد مطوّر الحزمة القيم التي تمكن إعادة تعيينها. تُستخدم بعض القيم لإعداد وظائف Kubernetes، في حين تُمرَّر أخرى عبر الحاويّة لإعداد التطبيق نفسه.

فيما يلي مقتطف من مثال لملف قيم:

service:
  type: ClusterIP
  port: 3306

هذه خيارات لإعداد مورد خدمة Kubernetes. يمكنك استخدام helm inspect values chart-name لتفريغ كل قيم الإعداد المتاحة للحزمة.

يمكن تجاوز هذه القيم عن طريق كتابة ملف YAML خاص بك واستخدامه عند تشغيل الأمر helm install، أو من خلال تعيين الخيارات فرديًّا في سطر الأوامر مع الخيار set--. ما عليك سوى تحديد تلك القيم التي تريد تغييرها من الإعدادات الافتراضية.

تُسمى حزم Helm المنشورة بإعداد معين بالإصدار (release).

الإصدارات

أثناء تثبيت الحزمة، يجمع Helm بين القوالب والإعدادات المُخصّصة من طرف المستخدم والقيم الافتراضية في value.yaml. تُحوّل تلك الإعدادات إلى ملف Manifest في Kubernetes تُنشَر بعد ذلك عبر واجهة تطبيقات Kubernetes. ينتج عن ذلك إنشاء إصدار، وهو إعداد ونشر محدّديْن لحزمة معينة.

مفهوم الإصدارات هذا مهم، لأنك قد ترغب في نشر التطبيق نفسه أكثر من مرة على عنقود. على سبيل المثال، قد تحتاج إلى عدة خوادم MySQL بإعدادات مختلفة.

قد ترغب أيضًا في ترقية نظائر مختلفة من الحزمة فرديّا. ربما يكون تطبيق جاهزًا لخادم MySQL مُحدَّث ولكن تطبيقًا آخر ليس كذلك. باستخدام Helm، يمكنك ترقية كل إصدار على حدة.

يمكنك ترقية إصدار لأن الحزمة الخاصة به مُحدّثة، أو لأنك ترغب في تحديث إعدادات الإصدار. في كلتا الحالتين، ستُنشئ كل ترقية مراجعة جديدة للإصدار، وسيسمح لك Helm بالعودة بسهولة إلى المراجعات السابقة في حالة وجود مشكلة.

إنشاء الحزم

إذا لم تتمكن من العثور على حزمة موجود للبرنامج الذي تنشره، فقد ترغب في إنشاء الحزمة الخاص بك. يمكن لمدير الحزم Helm إنشاء بنية جاهزة لمجلد الحزمة باستخدام الأمر helm create chart-name. سيؤدي هذا إلى إنشاء مجلد يحتوي على الملفات والمجلدات التي ناقشناها في قسم ضيغة التحزيم أعلاه.

من هناك، ستحتاج إلى ملء البيانات الوصفية للحزمة الخاصة بك في Chart.yaml ووضع ملفات تبيان Kubernetes في مجلد templates. ستحتاج بعد ذلك إلى استخلاص متغيرات الإعداد المناسبة من ملفات التبيان إلى ملف القيم values.yaml، ثم تضمينها مرة أخرى في ملفات التبيان باستخدام نظام القوالب.

يحتوي الأمر helm على العديد من الخيارات المتاحة لمساعدتك في إنشاء حزم Helm واختبارها وتقديمها. لمزيد من المعلومات، يرجى قراءة وثائق Helm الرسمية حول تطوير الحزم.

خاتمة

في هذا المقال استعرضنا Helm، مدير حزم Kubernetes. ألقينا نظرة عامة على هندسة Helm، ومكوناته helm و tiller، وفصّلنا صيغة حزم Helm، وألقينا نظرة على مستودعات الحزم. تطرّقنا كذلك إلى كيفية إعداد حزم Helm، وكيف تُدمَج الإعدادات والحزم وتُنشَر كإصدارات على عناقيد Kubernetes. أخيرًا، تطرقنا إلى أساسيات إنشاء حزمة في حالة عدم توفر حزمة مناسب بالفعل.

لمزيد من المعلومات حول Helm ، ألق نظرة على وثائق Helm الرسمية. تحقق من مستودع helm/charts على Github للعثور على الحزم الرسمية.

ترجمة - وبتصرّف - للمقال An Introduction to Helm, the Package Manager for Kubernetes لصاحبه Brian Boucheron.