使用 Helm 將 Nginx 部署到 GCP GKE

最近進到新專案，需要開始熟悉 GCP 相關服務，順手先嘗試將一個 Nginx 應用部署到 Google Kubernetes Engine (GKE) 上。過程中，使用 Helm 來簡化與管理部署流程，將過程記錄下來分享。

開發環境與前置準備

在開始之前，需要先確認了本地環境已具備以下工具，並且 GKE Cluster 也已備妥。

Google Cloud SDK (gcloud): 用於與 GCP 互動。在 macOS 上，我習慣用 Homebrew 安裝：
```
brew install --cask google-cloud-sdk
```
kubectl: Kubernetes 的命令列工具。gcloud 中其實已包含 kubectl，可以透過以下指令安裝：
```
gcloud components install kubectl
```
Helm: Kubernetes 的套件管理器。同樣，用 Homebrew 就能快速安裝：
```
brew install helm
```
一個已啟用的 GCP 專案： 確保專案已啟用計費 (Billing) 與 GKE API。
一個執行中的 GKE Cluster： 需要一個 Kubernetes Cluster 來部署應用。這次我選擇建立一個 GKE Autopilot Cluster，因為它會自動管理節點，省去不少維運心力。建立的指令如下：
```
# 將 your-cluster-name 替換為你的 Cluster 名稱
gcloud container clusters create-auto your-cluster-name --region=us-central1
```

起手式：建立 Helm Chart

第一步，為 Nginx 建立了一個基本的 Helm Chart。Helm 提供了方便的指令來生成一個標準的 Chart 結構。

helm create my-nginx-chart

這個指令會建立一個 my-nginx-chart 資料夾，裡面包含了部署應用所需的所有模板檔案。

客製化部署：調整 `values.yaml`

values.yaml 是 Helm Chart 的靈魂，它讓可以方便地客製化部署參數。為了控制資源用量，這裏主要調整了 CPU 和 Memory 的設定。

在 my-nginx-chart/values.yaml 中，找到 resources 區塊，並設定如下：

# my-nginx-chart/values.yaml
replicaCount: 1

image:
  repository: nginx
  pullPolicy: IfNotPresent
  tag: "stable"

# ... 其餘設定 ...

resources:
  requests:
    cpu: 100m
    memory: 128Mi
  limits:
    cpu: 200m
    memory: 256Mi

這裡定義了 Pod 啟動時最少需要的資源 (requests)，以及它最多能使用的資源上限 (limits)。

連接到 GKE Cluster

部署前，需要讓 kubectl 能與 GKE Cluster 溝通。

安裝 GKE 認證插件：

gcloud components install gke-gcloud-auth-plugin

登入 GCP 帳號：
```
gcloud auth login
```

取得 Cluster 憑證：

# 將 your-cluster-name 和 your-zone 替換成你的 GKE Cluster 資訊
gcloud container clusters get-credentials your-cluster-name --zone your-zone

這個指令會自動設定好 kubectl 的 context。

執行部署

一切就緒後，使用 helm install 指令來部署 Nginx Chart。

# 我在 my-nginx-chart 的上一層目錄執行此指令
helm install my-nginx-release ./my-nginx-chart

my-nginx-release 是這次部署的名稱 (Release Name)，可以自訂。
./my-nginx-chart 則是 Chart 的路徑。

部署後，習慣用這兩個指令來確認部署狀態：

helm list -A
kubectl get pods

也能隨時用 kubectl 來調整副本數。例如，將 Nginx 擴展到 2 個副本：

# deployment 名稱會與 helm install 的 release name 相同
kubectl scale deployment my-nginx-release --replicas=2

快速驗證：使用 Port-Forward 在本機測試

在正式對外開放前，通常會先用 port-forward 在本地快速驗證應用是否正常。

取得 Pod 名稱：

export POD_NAME=$(kubectl get pods -l "app.kubernetes.io/name=my-nginx-chart,app.kubernetes.io/instance=my-nginx-release" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")

執行 Port-Forward：
```
kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80
```
在本機瀏覽： 接著就能在本地瀏覽器打開 http://127.0.0.1:8080 看到 Nginx 畫面了。

公開服務：讓外部存取 Nginx

要讓服務能被公開存取，有三種常見的方法，主要透過修改 values.yaml 來達成。

方法一：使用 `LoadBalancer` (最直接)

最簡單的方式，GCP 會自動配置一個網路負載平衡器並提供一個公開 IP。

設定 values.yaml：

service:
  type: LoadBalancer
  port: 80

更新部署並取得 IP：
```
helm upgrade my-nginx-release ./my-nginx-chart
kubectl get svc my-nginx-release
```
稍待幾分鐘，EXTERNAL-IP 欄位就會出現公開 IP。

方法二：使用 `NodePort`

NodePort 會在每個 Cluster 節點上開一個 Port，適合測試或特定網路架構。

設定 values.yaml：
```
service:
  type: NodePort
  port: 80
```

方法三：使用 `Ingress` 搭配 DNS (最靈活)

Ingress 是管理外部存取的 API 物件，功能最強大，適合生產環境。

設定 values.yaml：

ingress:
  enabled: true
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: "gce" # GKE 預設 Ingress
  hosts:
    - host: your-app.your-domain.com # 替換成你的網域
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix

更新 DNS： 部署後，需要將 DNS your-app.your-domain.com 指向 Ingress Controller 提供的外部 IP。

管理與更新部署

當我修改了 Chart 設定後，會用 helm upgrade 來套用變更。在套用前，我習慣先用 helm diff 預覽一下變更點，確保一切都在預期之中。

# 預覽變更
helm diff upgrade my-nginx-release ./my-nginx-chart

# 確認無誤後，正式更新
helm upgrade my-nginx-release ./my-nginx-chart

最後一步：清理資源

測試完成後，為了避免產生不必要的費用，清理資源是很重要的一步。

方法一：使用 Helm Uninstall (推薦)

最推薦的方式是使用 helm uninstall，它會智慧地刪除所有相關資源。

helm uninstall my-nginx-release

方法二：手動使用 kubectl 刪除

因為是測試用途，這裏順手用 kubectl 手動刪除節省資源。

暫停服務 (縮減副本至 0)：

kubectl scale deployment my-nginx-release --replicas=0

刪除 Deployment、Service 等：

kubectl delete deployment my-nginx-release
kubectl delete service my-nginx-release

刪除 PVC (儲存卷)：

# 警告：此操作會刪除當前 namespace 中所有的 PVC
kubectl delete pvc --all

以上就是這次使用 Helm 將 Nginx 部署到 GKE 的完整過程。希望這份經驗分享對正在研究雲端部署的朋友們能有所幫助。

使用 Helm 將 Nginx 部署到 GCP GKE