Helm 与 Terraform：Kubernetes 管理工具选型指南

容器化的广泛采用催生了高效管理、调度和控制 Kubernetes（K8s 或 kube）集群的需求。市场上虽有多种与 K8s 环境交互的工具，但很少有选项能提供比 Helm 和 Terraform 更强大的能力。

本文是Helm 与 Terraform 的正面交锋对比。我们将分析两款供应工具的优缺点，解释它们在管理 K8s 部署方面的能力，帮助您为开发团队选择合适的工具。

Terraform：核心特性

Terraform 是一款开源基础设施即代码（IaC）工具，允许团队通过代码管理和自动化基础设施、平台和服务。该工具帮助工程师快速、轻松地：

• 启动虚拟机和容器。
• 配置服务器。
• 创建安全方案和控制。
• 添加或移除用户并设置权限。
• 管理云资源。
• 安装和管理 Docker 容器。

2017 年，Terraform 创建者 HashiCorp 发布了 Kubernetes Provider。因此，该工具获得了跨任意数量云服务商管理 K8s 集群的能力。

Terraform 在供应基础设施或管理 Kubernetes 时依赖声明式语言。工程师无需定义搭建基础设施的每个步骤。相反，开发者提供期望的最终状态，工具规划如何供应环境。例如，您可以为虚拟机、K8s 集群、VPC 和特定防火墙编写一组参数，而无需提供供应指令。

声明式配置文件有助于团队：

• 轻松调整文件以适应基础设施变更，无需编辑指令。
• 保持文件简洁短小。
• 快速编辑配置。
• 仅通过查看配置文件即可了解当前配置。

工程师请求供应后，命令 terraform plan 指示工具将现有设置（或首日空状态）与期望基础设施对比并制定计划。命令 terraform apply 然后通过云服务商 API 启动资源。

Terraform 是 DevOps 团队的热门选择，因工程师可利用它在 CI/CD 流水线中快速启动和编辑环境。

Terraform 主要特性

• Kubernetes Provider，支持以单一工具管理基础设施和部署。
• 使用声明式语言。
• IaC 方法，允许工程师像对待其他代码一样描述、处理和版本化基础设施。
• 可与云服务商 API 集成，实现平滑、高效、安全的供应。
• 适用于任何基于云的部署，无论公有、私有、混合还是多云。
• 不可变基础设施：替换服务器而非修改（简化运营，减少错误、威胁和配置漂移）。
• 可自动应用 changesets 以节约资源并避免错误。
• 先进的漂移检测能力，始终展示当前状态与期望状态的差异。
• 可插拔设计，团队可自定义配置并添加能力。
• 工具理解资源间关系，有助于调度并将 Bug 降至最低。您还可以构建所有资源的图谱。

Helm：核心特性

Helm 是 Kubernetes 包管理器，非常适合向集群部署可重复的应用和服务。该工具允许用户通过Helm Charts 管理应用，简化 K8s 环境的定义、安装和升级。

Helm Charts 是文件和模板的包，可转换为 Kubernetes 清单文件。Chart 可复用，可包含基于 YAML 的模板：

• 不同的部署。
• ConfigMaps。
• Services。

此外，您可将 Chart 定义为依赖或嵌套 Chart 以获得更大灵活性。通过单一命令行界面（CLI）管理 Chart，简化了操作。虽然大多数 Chart 面向公众开放，但企业常编写自定义 Chart 供内部专用。

Helm 架构简洁，包含客户端和集群内的 Tiller 服务端：

• Helm Client 提供 CLI，供用户操作 Helm Charts 并与 Tiller 服务端交互。客户端允许用户执行安装、升级、回滚 Chart 等操作。
• Tiller Server 运行于集群内，与 K8s API Server 交互以安装、升级和移除 Kubernetes 资源。

Helm 优势众多，包括：

• 在不同环境中部署和管理 K8s 清单。
• 将复杂应用打包在一起。
• 批量回滚或升级多个对象。
• 快速更改配置参数。
• 单命令部署到多个环境。

Helm 及其模板引擎非常适合依赖 K8s 资源的 CI/CD 流程。工程师无需为每个微服务编辑文件，只需定义标准蓝图并用占位符替换动态值。团队随后创建 Chart，即可用一条命令在不同集群上重新部署同一应用。

Helm 主要特性

• 使用 Helm Charts，可复用模板快速供应基础设施和管理 Kubernetes 资源。
• 简化集群管理，轻松处理应用依赖和部署实例。
• 部署在集群内的 Tiller Server 允许用户直接与 Kubernetes API 交互。
• 支持跟踪后续发布版本。
• 支持批量回滚或升级多个对象。
• Chart 升级和卸载流程简易。
• 支持在私有、公有和混合云上管理容器。

Terraform 与 Kubernetes：优缺点

Terraform 的 Kubernetes Provider 提供诸多优势，但该能力与 Helm 相比仍相对年轻。偶发的 Bug 和功能缺失带来一些挑战。

Terraform 优点

• 可使用同一工具和代码库管理基础设施和集群。
• 开发者可用同一语言供应 Kubernetes 架构并部署应用到集群。
• 可将资源调度器设为 Provider。
• 拥有规划阶段，可在应用变更前预览操作结果。
• Terraform Kubernetes Provider 拥有强大社区支持。解决 K8s 问题通常只需几次 Google 搜索。
• 已熟悉 Terraform 的团队可快速上手管理 Kubernetes 集群。

Terraform 缺点

• Terraform Kubernetes Provider 仍相对较新。
• 缺乏对 Beta 对象的支持，增加了管理 K8s 集群内应用和资源的复杂性。若您使用 Beta 资源（daemonset、statefulset 等），采用 Terraform 将面临挑战。
• 若多个模块具有基于 Provider 的依赖，管理困难。
• 不完全支持 Google Kubernetes Engine (GKE)。
• 不在 K8s 集群内安装任何组件，因此无法实时管理运行中的 Pod。

了解更多关于 Terraform 与 Kubernetes 及其差异的信息，请阅读我们的文章《Terraform vs Kubernetes》。

Helm 与 Kubernetes：优缺点

与 Terraform 类似，Helm 提供一系列 K8s 优势，且其 Kubernetes 能力已相当成熟。但企业也应考虑使用 Helm 的少数负面因素。

Helm 优点

• Helm 对 K8s 的支持成熟且功能丰富，采用过程平滑。
• 拥有庞大的预构建仓库，提供各类应用和服务的实用 Chart。
• 可复用 Chart、原地升级和自定义更新钩子简化了复杂应用管理。
• Tiller Server 运行于 K8s 集群内并通过直接 API 调用交互。
• Tiller 可高效管理运行时资源。
• 回滚简单易行。
• 高级构造（流控、管道等）支持灵活部署模板。
• 允许定义变量并在不同环境和集群部署应用。
• Helm Charts 的灵活性使团队能在 Kubernetes 中标准化模板。
• 拥有丰富的用户社区和行业巨头支持（Microsoft、Google、Bitnami）。

Helm 缺点

• Helm 比 Terraform 更复杂，在 K8s 部署中承担相当大的责任。
• 无先前经验的团队学习 Helm 可能耗时较长。
• 团队需为每个项目构建新镜像以避免命令执行混淆。
• 虚拟机容量对容器伸缩至关重要。

Helm 与 Terraform：对比表

Helm 和 Terraform 作为开源工具，有许多相似之处，均允许工程师：

• 以代码形式描述和维护 K8s 对象。
• 在各层级和环境中使用和覆盖变量。
• 从多种来源安装（本地目录、Git 仓库等）。
• 设置空运行以在执行前查看操作结果（Helm 有 --dry-run 标志，Terraform 有 plan 子命令）。
• 访问精选包列表。
• 寻求活跃用户社区帮助。
• 享受所有主流云服务商支持。

尽管相似，两者的差异使其适用于不同场景。下表展示 Terraform 与 Helm 的主要区别。

Helm 与 Terraform：协同使用

Helm 和 Terraform 并非互斥，可在同一 K8s 部署中同时使用。两个平台能力广泛，工程师可：

• 使用 Terraform 创建和管理 Helm 资源。
• 在 Terraform 中使用 Helm 部署集群相关应用。
• 使用 Terraform 将 Helm Chart 部署到预供应的 Kubernetes 集群。

大多数同时依赖两者的团队倾向于用 Terraform 管理 K8s 集群，用 Helm 管理进入集群的资源。不过，双工具环境会增加项目复杂性，建议在搭建多工具环境前先考虑单平台方案。

Helm 与 Terraform：K8s 工具链中的两大强力选项

Terraform 和 Helm 都是强大的工具，让 Kubernetes 管理更轻松、快速、可靠。但上述细微差别使每个平台更适合不同用例，请选择与您的团队和项目更契合的工具。

继续了解 IaC 工具及其对比，请查看我们的 Ansible、Terraform 和 Puppet 对比文章。