Модуль 13 / 19

Helm: пакети й шаблони

KUBERNETES

Зміст

1. Цілі модуля

Ви навчитеся читати й розробляти Helm chart, відокремлювати шаблони від конфігурації, перевіряти відрендерені ресурси до встановлення та безпечно виконувати upgrade, test і rollback.

chart, release і revision
Go templates та values
JSON Schema і lint
upgrade/install і rollback
Helm 3 → Helm 4

2. Теорія: chart, release і revision

Helm — клієнтський package manager для Kubernetes. Chart містить metadata, values, templates і за потреби dependencies або CRDs. Установлення chart із конкретними values створює release; кожна зміна release утворює revision, доступну через history і rollback.

Release зберігає відрендерений стан у namespace, зазвичай у Secrets. Helm не замінює Kubernetes controllers: він створює або змінює API objects, а їх reconciliation виконує Kubernetes.

3. Теорія: структура та шаблони

Обов’язковий Chart.yaml задає ім’я й SemVer версії пакета; appVersion описує версію застосунку та не керує upgrade. values.yaml містить безпечні defaults, templates рендерять Kubernetes manifests, values.schema.json перевіряє вхідні параметри.

Порядок пріоритету: defaults chart → кожен файл -f зліва направо → параметри --set/--set-string. Секрети не слід передавати через values у Git або командний рядок: вони потраплять у release metadata, shell history або CI logs.

4. Теорія: безпечний lifecycle

До зміни кластера виконуйте helm lint, helm template та server-side dry-run відрендереного YAML. Після встановлення перевіряйте status, history, workload Conditions і helm test. Прапорець --wait обмежує успіх готовністю ресурсів, але потребує розумного timeout.

У Helm 4 колишній --atomic перейменовано на --rollback-on-failure, а --force — на --force-replace. Helm 4 зазвичай керує наявними Helm 3 releases без міграції даних; старі releases зберігають попередній apply method, а нові типово використовують Server-Side Apply. Сумісність chart не скасовує тестування plugins, CI flags і post-renderers.

5. Методичні вказівки

Версіонуйте chart незалежно від appVersion
Фіксуйте chart version або OCI digest в автоматизації
Зберігайте environment overrides окремо від defaults
Використовуйте required, default і schema замість неявних припущень
Не оцінюйте результат лише за exit code Helm: перевіряйте ресурси й Events
Не додавайте mutable дані до selector labels
Hooks мають бути idempotent і мати delete policy або TTL
Перед переходом на Helm 4 перевірте charts і pipeline у staging

6. Лабораторна робота: каркас chart

Створіть каталог webapp/templates. Збережіть наступні блоки як webapp/Chart.yaml, webapp/values.yaml, values-lab.yaml і webapp/values.schema.json відповідно.

apiVersion: v2
name: webapp
description: Training web application
type: application
version: 0.1.0
appVersion: "1.29"

replicaCount: 2
image:
  repository: nginx
  tag: 1.29-alpine
  pullPolicy: IfNotPresent
service:
  port: 80
resources:
  requests:
    cpu: 25m
    memory: 32Mi
  limits:
    memory: 64Mi
podLabels: {}

replicaCount: 3
podLabels:
  environment: lab
resources:
  requests:
    cpu: 50m
    memory: 32Mi
  limits:
    memory: 96Mi

{
  "$schema": "https://json-schema.org/draft/2020-12/schema",
  "type": "object",
  "required": ["replicaCount", "image", "service", "resources"],
  "properties": {
    "replicaCount": {"type": "integer", "minimum": 1, "maximum": 10},
    "image": {
      "type": "object",
      "required": ["repository", "tag", "pullPolicy"],
      "properties": {
        "repository": {"type": "string", "minLength": 1},
        "tag": {"type": "string", "minLength": 1},
        "pullPolicy": {"enum": ["Always", "IfNotPresent", "Never"]}
      }
    },
    "service": {
      "type": "object",
      "required": ["port"],
      "properties": {"port": {"type": "integer", "minimum": 1, "maximum": 65535}}
    },
    "resources": {"type": "object"},
    "podLabels": {"type": "object", "additionalProperties": {"type": "string"}}
  }
}

7. Лабораторна робота: templates

Збережіть шаблони як webapp/templates/deployment.yaml, service.yaml і test-connection.yaml. Усі copyable-блоки нижче є YAML/Go templates, а не командами термінала.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ .Release.Name }}
  labels:
    app.kubernetes.io/name: {{ .Chart.Name }}
    app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
    helm.sh/chart: {{ printf "%s-%s" .Chart.Name .Chart.Version | quote }}
spec:
  replicas: {{ .Values.replicaCount }}
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: {{ .Chart.Name }}
      app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: {{ .Chart.Name }}
        app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
        {{- with .Values.podLabels }}
        {{- toYaml . | nindent 8 }}
        {{- end }}
    spec:
      containers:
        - name: web
          image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
          imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}
          ports:
            - {name: http, containerPort: 80}
          readinessProbe:
            httpGet: {path: /, port: http}
          livenessProbe:
            httpGet: {path: /, port: http}
          resources:
            {{- toYaml .Values.resources | nindent 12 }}

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: {{ .Release.Name }}
  labels:
    app.kubernetes.io/name: {{ .Chart.Name }}
    app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
spec:
  selector:
    app.kubernetes.io/name: {{ .Chart.Name }}
    app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
  ports:
    - {name: http, port: {{ .Values.service.port }}, targetPort: http}

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: "{{ .Release.Name }}-test"
  annotations:
    "helm.sh/hook": test
    "helm.sh/hook-delete-policy": before-hook-creation,hook-succeeded
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
    - name: check
      image: busybox:1.37.0
      command: ["wget", "-qO-", "http://{{ .Release.Name }}:{{ .Values.service.port }}"]

8. Лабораторна робота: render, install і test

Спочатку перевірте локальний chart і відрендерований результат, потім створіть namespace і release. Server dry-run виконується над точним rendered.yaml, який буде досліджено.

helm version
mkdir -p webapp/templates
helm lint ./webapp -f values-lab.yaml
helm template course-web ./webapp --namespace lab-helm -f values-lab.yaml --debug > rendered.yaml
kubectl create namespace lab-helm
kubectl apply --dry-run=server -f rendered.yaml
helm upgrade --install course-web ./webapp --namespace lab-helm -f values-lab.yaml --rollback-on-failure --wait --timeout 2m
helm list -n lab-helm
helm status course-web -n lab-helm
helm get values course-web -n lab-helm --all
helm get manifest course-web -n lab-helm
helm test course-web -n lab-helm --logs
kubectl get deploy,service,pod -n lab-helm -l app.kubernetes.io/instance=course-web

Критерій: lint успішний, schema приймає values, release deployed, три Pod Ready, effective values відповідають values-lab.yaml, helm test завершується успішно.

9. Діагностика: невдалий upgrade і rollback

Задайте неіснуючий image tag. Upgrade очікувано завершиться помилкою після timeout, а --rollback-on-failure відновить попередню робочу revision. Зберіть history, status, Pods і Warning Events до очищення.

helm upgrade course-web ./webapp --namespace lab-helm -f values-lab.yaml --set image.tag=does-not-exist --rollback-on-failure --wait --timeout 45s
helm history course-web -n lab-helm
helm status course-web -n lab-helm
kubectl get deployment,replicaset,pod -n lab-helm
kubectl events -n lab-helm --types=Warning
helm get values course-web -n lab-helm --all
helm uninstall course-web -n lab-helm
kubectl delete namespace lab-helm

Ланцюжок: Helm error → history/status → rendered manifest та effective values → Deployment Conditions → Pod state → Events → rollback. Не застосовуйте kubectl edit до керованого ресурсу: наступний upgrade створить drift або перезапише зміну.

10. Контроль і шпаргалка

Чим chart відрізняється від release і revision?
Чому appVersion не замінює chart version?
Які values переможуть за кількох -f і --set?
Чому helm template не замінює server-side validation?
Що Helm зберігає в release metadata?
Які CLI flags змінилися в Helm 4?
Чому hook може пережити uninstall?

Модуль засвоєно, якщо ви збираєте chart зі schema, доводите підсумковий YAML до apply, виконуєте перевірюваний upgrade і підтверджуєте rollback за history та станом workload.

PDF для роботи офлайн

Завантажте оформлену версію модуля для читання без підключення до мережі.

Завантажити PDFPDF