Helm چیست؟ این سوالی است که بسیاری از توسعه‌دهندگان و مهندسان عملیات به ویژه در حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین با آن روبه‌رو هستند. پیچیدگی‌های استقرار و مدیریت برنامه‌های کانتینری در خوشه‌های کوبرنتیس می‌تواند چالشی بزرگ باشد که مانع از سرعت و کارایی تیم‌ها می‌شود. Helm، به عنوان مدیر بسته کوبرنتیس، این پیچیدگی‌ها را ساده و قابل کنترل می‌کند و به شما امکان می‌دهد برنامه‌های خود را با اطمینان و سرعت بیشتری مستقر کنید.
تعریف Helm
Helm ابزاری متن‌باز است که برای مدیریت بسته‌ها در کوبرنتیس طراحی شده است. این ابزار به شما کمک می‌کند برنامه‌های کانتینری را در خوشه‌های کوبرنتیس به راحتی تعریف، نصب و به‌روزرسانی کنید. در واقع، Helm مجموعه‌ای از فایل‌های پیکربندی کوبرنتیز را در قالب پکیج‌هایی به نام «چارت» بسته‌بندی می‌کند و مدیریت آن‌ها را ساده می‌سازد.
Helm اولین بار در سال ۲۰۱۶ توسط شرکت Deis توسعه یافت و در سال ۲۰۱۸ به بنیاد محاسبات ابری (CNCF) واگذار شد. در سال ۲۰۲۰، Helm به عنوان یک پروژه کامل CNCF معرفی شد که نشان‌دهنده ثبات و قابلیت اطمینان بالای آن است. این موضوع اهمیت استفاده از Helm را در محیط‌های حساس مانند پروژه‌های هوش مصنوعی که نیاز به زیرساختی پایدار و امن دارند، دوچندان می‌کند.
برای بهره‌مندی کامل از امکانات پیشرفته Helm و مدیریت مؤثر زیرساخت‌های مدرن، شرکت در دوره‌های تخصصی آموزش DevOps می‌تواند مهارت‌های لازم برای خودکارسازی و بهینه‌سازی فرآیندهای توسعه و استقرار را به شما بیاموزد.
معماری Helm
حال با اینکه Helm چیست آشنا شدیم بیایید معماری آن را مورد بررسی قرار دهیم. Helm چند نسخه دارد، جدیدترین آن یعنی Helm 3 خود، ساختار ساده و امن‌تری دارد. بر خلاف Helm 2 که دارای یک کامپوننت سرور به نام Tiller بود، در Helm 3 این بخش حذف شده و ابزار کاملاً سمت کلاینت است. این تغییر باعث بهبود امنیت و کاهش پیچیدگی در استقرار می‌شود.
در Helm 2، Tiller در داخل خوشه کوبرنتیس اجرا می‌شد و به مجوزهای خاصی نیاز داشت که ممکن بود به یک نقطه ضعف امنیتی تبدیل شود. حذف Tiller در Helm 3 باعث شد که Helm مستقیماً با API سرور کوبرنتیس ارتباط برقرار کند و دیگر نیازی به مدیریت مجوزهای اضافی نباشد.
اجزای اصلی معماری Helm عبارتند از:
- کلاینت Helm: ابزار خط فرمان که برای توسعه، نصب، مدیریت و به‌روزرسانی چارت‌ها استفاده می‌شود. کلاینت با API سرور Kubernetes ارتباط برقرار می‌کند.
- چارت Helm: بسته‌ای از فایل‌ها که تمام منابع مورد نیاز برای اجرای یک برنامه در کوبرنتیس را تعریف می‌کند. چارت‌ها شامل فایل‌های پیکربندی، الگوها و فراداده‌ها هستند.
- Release Helm: نمونه‌ای از چارت که در یک خوشه کوبرنتیس نصب شده و قابل مدیریت است.
- مخازن Helm: مخازن عمومی یا خصوصی که چارت‌ها در آن ذخیره و توزیع می‌شوند، مشابه مخازن بسته‌های نرم‌افزاری.
جدول: مقایسه معماری Helm 2 و Helm 3
| ویژگی | Helm 2 | Helm 3 |
| وجود Tiller | بله کامپوننت سرور | خیر، فقط کلاینت سمت کاربر |
| امنیت | نیاز به مدیریت مجوزهای Tiller | امنیت بالاتر، حذف نقطه ضعف Tiller |
| سادگی استقرار | پیچیده‌تر | ساده‌تر و سبک‌تر |
| ارتباط با API سرور Kubernetes | از طریق Tiller | مستقیم از طریق کلاینت |
مزایای استفاده از Helm چیست؟
Helm یکسری مزایای کلیدی برای مدیریت برنامه‌های کوبرنتیس ارائه می‌دهد که به خصوص برای پروژه‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین اهمیت دارد، از جمله موارد زیر:
- بسته‌بندی همه فایل‌های YAML در یک چارت واحد، مدیریت را ساده می‌کند. دیگر نیازی نیست فایل‌های پیکربندی متعدد را به صورت دستی مدیریت کنید.
- چارت‌های Helm باعث می‌شوند استقرار در محیط‌های مختلف (توسعه، تست، تولید) یکنواخت و قابل پیش‌بینی باشد.
- امکان آپدیت ساده برنامه‌ها و برگشت به نسخه‌های قبلی (Rollback) به حفظ پایداری کمک می‌کند.
- با استفاده از فایل values.yaml می‌توانید تنظیمات محیط‌های مختلف را بدون تغییر در منطق اصلی چارت مدیریت کنید.
- Helm به طور مستقیم در فرایندهای اتوماسیون و استقرار مداوم (CI/CD) قابل استفاده است.
- چارت‌ها به عنوان نمونه‌های آموزشی برای توسعه‌دهندگان تازه‌کار مفید هستند و همکاری تیمی را تسهیل می‌کنند.
کاربرد Helm در سرورهای اختصاصی
در دنیای امروز، بسیاری از سازمان‌ها به سمت سرویس‌های مدیریت‌شده در فضای ابری حرکت می‌کنند، اما همچنان استفاده از کوبرنتیس روی سرور اختصاصی (On-Premises) به دلایل امنیتی، کنترل داده و کاهش هزینه‌های زیرساختی اهمیت دارد. در چنین محیط‌هایی، مدیریت پیچیدگی‌های استقرار و به‌روزرسانی برنامه‌ها به چالشی بزرگ تبدیل می‌شود.
Helm در این شرایط نقش حیاتی ایفا می‌کند. این ابزار همان سطح از اتوماسیون، تکرارپذیری و استانداردسازی را که در محیط‌های ابری ارائه می‌دهد، در سرورهای اختصاصی نیز فراهم می‌آورد. تیم‌ها می‌توانند منابع مانند GPU های مورد نیاز در بارهای کاری هوش مصنوعی را با پیکربندی دقیق و قابل اطمینان مدیریت کنند.
برای مثال، هنگام استقرار سیستم‌های پیچیده مانند پلتفرم‌های یادگیری ماشین یا سرویس‌های داده‌محور بر روی سرورهای اختصاصی، Helm اجازه می‌دهد وابستگی‌ها، تنظیمات ذخیره‌سازی و شبکه به صورت بسته‌بندی شده مدیریت شود. این یعنی به جای پیکربندی دستی و خطاپذیر هر بخش، تیم‌ها با یک فرمان ساده می‌توانند کل مجموعه را نصب یا به‌روزرسانی کنند.
جدول: مقایسه مدیریت دستی و استفاده از Helm در سرورهای اختصاصی
| ویژگی | روش دستی | استفاده از Helm |
| پیچیدگی پیکربندی | بسیار بالا، نیازمند مدیریت جداگانه فایل‌ها | پایین، بسته‌بندی شده در چارت‌ها |
| زمان استقرار | طولانی و مستعد خطا | سریع و خودکار |
| تکرارپذیری | دشوار و غیرقابل اطمینان | بالا و قابل اطمینان |
| به‌روزرسانی و بازگردانی | پرخطر و پیچیده | آسان، امن و قابل اطمینان |
| ویژگی | روش دستی | استفاده از Helm |
چارت‌ها در Helm
ممکن است این سول برای شما پیش بیاد که Helm chart چیست؟ در واقع چارت‌های Helm هسته اصلی این ابزار هستند. آن‌ها بسته‌هایی از فایل‌های پیکربندی کوبرنتیس هستند که تمام منابع لازم برای راه‌اندازی یک برنامه را به همراه دارند. این بسته‌ها شبیه بسته‌های نرم‌افزاری در سیستم‌های مدیریت بسته لینوکس (مانند apt یا yum) عمل می‌کنند، اما مخصوص کوبرنتیس هستند.
هر Helm چارت از چند بخش مهم تشکیل شده است:
- Chart.yaml: فایل اصلی حاوی فراداده‌های چارت، مانند نام، نسخه، توضیحات و وابستگی‌ها.
- values.yaml: فایل پیکربندی پیش‌فرض که کاربران می‌توانند مقادیر آن را هنگام نصب یا به‌روزرسانی تغییر دهند و چارت را متناسب با نیازهای خود سفارشی کنند.
- templates/: دایرکتوری شامل قالب‌های YAML که با داده‌های values.yaml ترکیب می‌شوند تا فایل‌های نهایی مانیفست کوبرنتیس ساخته شوند.
- charts/: دایرکتوری اختیاری برای ذخیره چارت‌های وابسته (Subcharts) که چارت اصلی به آن‌ها وابسته است.
ساختار chartها در Helm کمک می‌کند تا نگرانی‌ها از هم جدا شوند: فراداده‌ها، پیکربندی و تعریف منابع به صورت مجزا مدیریت می‌شوند. این جداکردن به نگهداری بهتر و خوانایی بیشتر کد کمک می‌کند و امکان استفاده مجدد و اشتراک‌گذاری چارت‌ها را تسهیل می‌کند. به منظور یادگیری بهتر مفاهیم چارت‌ها، دنبال کردن آموزش Helm chart به صورت تخصصی توصیه می‌شود.
چرا از Helm استفاده کنیم؟
Helm به عنوان مدیر بسته کوبرنتیس، پاسخ عملی و موثری به مشکلات رایج تیم‌های توسعه و عملیات ارائه می‌دهد. دلایل اصلی استفاده از Helm را می‌توان در چند محور اصلی خلاصه کرد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:
غلبه بر پیچیدگی Kubernetes
کوبرنتیس به خودی خود ابزاری قدرتمند و انعطاف‌پذیر است، اما پیچیدگی بالایی در مدیریت منابع، تعریف سرویس‌ها و هماهنگی اجزای مختلف دارد. Helm با تبدیل مجموعه‌ای از فایل‌های پراکنده YAML به یک بسته منسجم، این پیچیدگی را به حداقل می‌رساند و روند کار را ساده و قابل فهم می‌کند.
تکرارپذیری و استانداردسازی
چارت‌های Helm نسخه‌بندی می‌شوند و امکان استفاده مجدد و استاندارد در محیط‌های مختلف را فراهم می‌کنند. این ویژگی کمک می‌کند تا در محیط‌های توسعه، تست و تولید، برنامه‌ها به شکلی کاملاً مشابه اجرا شوند و احتمال بروز خطاهای ناشی از ناسازگاری محیط کاهش یابد.
سهولت به‌روزرسانی و بازگشت
به‌روزرسانی برنامه‌ها در کوبرنتیس بدون ابزارهایی مانند Helm می‌تواند خطرناک و پیچیده باشد. Helm با قابلیت Rollback، به تیم‌ها اجازه می‌دهد تا هرگونه تغییر را به راحتی بازگردانند و از پایداری سیستم اطمینان حاصل کنند.
پشتیبانی از پیکربندی پیچیده
بارهای کاری هوش مصنوعی و یادگیری ماشین اغلب به منابع تخصصی مانند GPU و تنظیمات خاص ذخیره‌سازی نیاز دارند. Helm با امکان استفاده از فایل values.yaml، امکان سفارشی‌سازی دقیق چارت‌ها را بدون تغییر در ساختار اصلی فراهم می‌کند.
ادغام ساده با CI/CD
Helm به راحتی در پایپ‌لاین‌های یکپارچه‌سازی و استقرار مداوم (CI/CD) ادغام می‌شود و فرآیندهای استقرار خودکار و سریع را ممکن می‌سازد. این امر سرعت تحویل نرم‌افزار و مدل‌های هوش مصنوعی را افزایش می‌دهد.
جمع‌بندی
در مطلب فوق اطلاعاتی کامل در رابطه با اینکه Helm چیست ارائه شد. Helm در واقع ابزاری کلیدی برای هر تیم توسعه و عملیاتی است که با کوبرنتیس کار می‌کند. این ابزار نه تنها پیچیدگی‌های ذاتی مدیریت برنامه‌های کانتینری را به شکلی قابل کنترل تبدیل می‌کند، بلکه با امکاناتی مانند چارت‌ها، به‌روزرسانی امن و پشتیبانی از سفارشی‌سازی، فرآیند استقرار را بهینه می‌سازد.
برای علاقه‌مندان به حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، Helm به عنوان یک واسط قدرتمند، امکان مدیریت بارهای کاری پیچیده و حساس به منابع را فراهم می‌کند و تمرکز تیم‌ها را از مسائل زیرساختی به نوآوری و توسعه مدل‌ها منتقل می‌کند.
استفاده از Helm به معنی بهره‌گیری از یک استاندارد صنعتی است که تضمین می‌کند استقرارهای شما سریع، قابل تکرار و قابل اعتماد خواهند بود. پیشنهاد می‌کنم این ابزار را در پروژه‌های خود جدی بگیرید و از مزایای آن در مسیر توسعه نرم‌افزار و هوش مصنوعی بهره‌مند شوید.
سوالات متداول
Helm چیست؟
Helm یک مدیر بسته متن‌باز برای کوبرنتیس است که با استفاده از بسته‌های به نام چارت، فرآیند تعریف، نصب و به‌روزرسانی برنامه‌های کانتینری را ساده می‌کند. این ابزار به کاهش پیچیدگی و افزایش تکرارپذیری استقرار کمک می‌کند.
Chart در Helm چیست؟
چارت Helm مجموعه‌ای از فایل‌ها و قالب‌های پیکربندی است که منابع لازم برای اجرای یک برنامه در کوبرنتیس را در بر می‌گیرد. چارت‌ها به راحتی قابل نسخه‌بندی، به اشتراک‌گذاری و سفارشی‌سازی هستند.
چرا باید از Helm استفاده کنیم؟
Helm به کاهش پیچیدگی استقرار، افزایش تکرارپذیری، بهبود امنیت به‌روزرسانی‌ها و تسهیل در مدیریت پیکربندی کمک می‌کند. این ابزار برای مدیریت بارهای کاری پیچیده مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین که به منابع خاصی نیاز دارند، بسیار کارآمد است.
Helm چه تفاوتی با Kubernetes دارد؟
کوبرنتیس زیرساخت اصلی مدیریت کانتینرهاست، اما کار با آن مستلزم مدیریت فایل‌های پیکربندی زیاد است. Helm این فایل‌ها را بسته‌بندی می‌کند و فرآیند استقرار را به یک تجربه ساده و قابل کنترل تبدیل می‌کند.
Helm 3 چه تفاوتی با نسخه‌های قبلی دارد؟
در Helm 3 کامپوننت سرور Tiller حذف شده و Helm به صورت کامل به سمت کلاینت منتقل شده است. این تغییر امنیت را بهبود می‌بخشد و نصب و استفاده از Helm را ساده‌تر می‌کند.
