Для деплоя приложений в Kubernetes существует огромное количество различных инструментов. Если посмотреть на соответствующий раздел в CNCF Landscape, то можно потеряться в разнообразии. Поэтому иногда хорошо иметь в своем арсенале «серебряную пулю», которая подойдет для большинства задач. Helmwave вполне может стать именно таким инструментом.

В последнее время моим самым любимым инструментом для описания декларативных деплоев в Kubernetes был Helmfile. Три неочевидные, но полезные возможности Helmfile я рассмотрела в отдельной статье на Medium: “3 Helmfile features you don’t know”. 

Фичи Helmfile, которые важно отметить:

• Встроенная возможность шаблонизации.

• Окружения с возможностью указать дефолтную конфигурацию.

• Интеграция с HashiCorp Vault, AWS KMS и другими инструментами для работы с секретами.

• Поддержка плагина helm diff.

Несмотря на то что GitOps и инструменты, которые реализуют этот подход, сейчас на пике популярности, к ним есть много вопросов с точки зрения надежности, управляемости и наблюдаемости. Поэтому я всегда слежу за новыми проектами: они могут оказаться проще в использовании или лучше справляться с решением конкретных проблем. Так я и нашла Helmwave.

Что такое Helmwave

Readme проекта на Github довольно емко и кратко описывает основную задачу проекта:

Helmwave — это docker-compose для @helm.

Helmwave — это инструмент для декларативного описания деплоя helm-чартов. 

Давайте разберемся, чем он лучше или хуже конкурентов.

Особенности Helmwave

В Helmwave есть все необходимые стандартные фичи: everything-as-code, деплой в несколько окружений и возможность настройки дефолтной конфигурации. 

Но есть и несколько неочевидных:

• Пошаговый деплой (depends_on, allow_failure).

• Отслеживание ресурсов Kubernetes в реальном времени при помощи kubedog.

• Отсутствие внешних зависимостей: достаточно скачать бинарный файл helmwave и можно начинать деплой.

Пример использования Helmwave

Для примера я попробую решить стандартную задачу: настроить деплой в несколько окружений из одного репозитория с возможностью оверрайда конфигурации.

Для начала рассмотрим структуру проекта:

.
├── .github/
├── .kube-linter/
│   └── config.yaml
├── README.md
├── charts/
│   ├── adservice
│   ...
│   └── shippingservice
├── envs-values/
│   ├── prod
│   └── stage
├── helmwave.yml
├── helmwave.yml.tpl
└── releases.yaml

• В директории .github/ находится конфигурация для CI/CD, в моем случае это Github Actions.

• В .kube-linter/ — файл конфигурации для линтинга манифестов.

• В charts/ — helm-чарты для microservices-demo.

• В envs-values/ хранятся значения для сред stage и production.

• helmwave.yml  — это файл, который рендерится из шаблона (helmwave.yml.tpl).

• helmwave.yml.tpl — это шаблон конфигурации деплоя.

• releases.yaml — файл со списком нужных helm-релизов и их конфигураций для деплоя.

helmwave.yml.tpl

В начале этого файла прописана версия Helmwave. Последняя версия — 0.19.5.

version: 0.19.5

.options: &options
  namespace: microservices-demo
  wait: true
  timeout: 300s
  create_namespace: true

releases:
{{- with readFile "releases.yaml" | fromYaml | get "releases" }}
{{ range $v := . }}
- name: {{ $v | get "name" }}
  chart:
    name: charts/{{ $v | get "name" }}
  tags: [{{ $v | get "name" }}]
  values:
    - envs-values/{{ requiredEnv "CI_ENVIRONMENT_NAME"}}/{{ $v | get "name" }}.yaml
  <<: *options
{{ end }}
{{- end }}

В этом файле мы можем использовать якорь с параметрами по умолчанию (.options) и указать его в разделе releases, когда это необходимо. Таким образом мы получим максимально DRY-конфиг. Обычно в этом месте задается ряд значений по умолчанию: namespace, helm options и т.д. Полный список параметров ищите в документации.

В разделе releases задается список релизов helm, которые нужно задеплоить. Этот список можно найти в файле releases.yaml. Каждому релизу нужно задать имя и чарт, из которого должен осуществляться деплой. Другие параметры опциональны. 

Каждый релиз также содержит:

• Переменные для нужного окружения, окружение задается переменной CI_ENVIRONMENT_NAME.

• Тег с названием приложения, который можно использовать для фильтрации деплоя конкретных сервисов.

• Параметры из якоря, добавляемые через  << : *options.

releases.yaml

Структура releases.yaml не требует дополнительных пояснений:

releases:
  - name: adservice
  - name: cartservice
	...
  - name: shippingservice

helmwave.yml

В этом файле будет находится отрендеренный шаблон helmwave.yml.tpl. Чтобы его сгенерировать, можно выполнить следующую команду:

$ CI_ENVIRONMENT_NAME=stage helmwave yml

version: 0.19.5

.options: &options
  namespace: microservices-demo
  wait: true
  timeout: 300s
  create_namespace: true

releases:

- name: adservice
  chart:
    name: charts/adservice
  tags: [adservice]
  values:
    - envs-values/stage/adservice.yaml
  <<: *options

	...

- name: shippingservice
  chart:
    name: charts/shippingservice
  tags: [shippingservice]
  values:
    - envs-values/stage/shippingservice.yaml
  <<: *options

Процесс деплоя

Для реализации CI/CD я выбрала GitHub Actions, потому что они бесплатно доступны в GitHub. Более того, разработчики Helmwave сделали для них action, который помогает быстро и удобно использовать различные версии Helmwave в пайплайнах.

Процесс деплоя состоит из трех шагов: подготовка, запуск тестов и запуск деплоя в выбранном окружении.

Подготовка

На этапе подготовки устанавливаем необходимые инструменты — Helmwave и kind, который создаст Kubernetes кластер с помощью контейнеров. Далее в зависимости от значения CI_ENVIRONMENT_NAME подготавливаем план изменений с помощью helmwave.

Чтобы определить окружение, можно написать bash-скрипт или использовать возможности выбранной CI/CD платформы.

Пример для Github Actions:

- name: Set environment for branch
  run: |
    if [[ $GITHUB_REF == 'refs/heads/main' ]]; then
        echo "CI_ENVIRONMENT_NAME=prod" >> "$GITHUB_ENV"
    else
        echo "CI_ENVIRONMENT_NAME=stage" >> "$GITHUB_ENV"
    fi

Для тестирования и деплоя нам необходимо отрендерить helm-charts в готовые Kubernetes манифесты. Для этого нужно выполнить одну из следующих команд:

# если вы уже запускали helmwave yml
helmwave build

# сгенерировать helmwave.yml и все манифесты сразу
helmwave build --yml

Эти команды создают директорию .helmwave, где содержатся необходимые манифесты и план.

Тестирование

Для тестирования я использую самые популярные инструменты:

• kube-linter

• kubeval

• pluto

Они похожи, но каждый имеет свои особенности реализации и тестируемые кейсы, поэтому я решила использовать все три в одном пайплайне.

На этом этапе можно использовать ту же команду, что и для генерации плана. Но если деплой выполняется во временной среде (как в моем случае), нужно задать дополнительный параметр diff-mode=local, который будет рендерить diff изменений локально, не отправляя запросы в кластер Kubernetes. Такой вариант также подходит для использования в CI.

helmwave build --yml --diff-mode=local

Чтобы развернуть приложение, выполните следующую команду:

helmwave up

# если хотите увидеть ход процесса деплоя 
helmwave up --kubedog

# или все сразу
helmwave up --yml --build --kubedog

Очистка

Чтобы удалить все созданные ресурсы, нужно выполнить одну из следующих команд:

helmwave down

# или удалить namespace в Kubernetes
kubectl delete microservices-demo

Helmwave — это полноценная альтернатива helmfile и другим похожим инструментам. Несмотря на то что проект достаточно молодой, у него есть полезные и неочевидные функции, и я с интересом буду смотреть за его развитием.

От себя могу рекомендовать использовать его в ситуации, когда вам нужно быстро настроить деплой приложения и иметь возможность наблюдать за процессом деплоя в режиме реального времени. Также helmwave хорошо подойдет для CI и тестовых окружений из-за полноценной поддержки шаблонизации, возможности получать логи приложения при его непосредственном деплое и смотреть diff между тем, что уже есть в кластере, и планируемыми изменениями.

Полезные ссылки

1. Репозиторий со всем кодом и конфигурацией

2. Документация Helmwave

3. Helmwave на Github