Helm Charts - Kompletny Przewodnik dla DevOps

1. Czym są Helm Charts?

Helm Charts to pakiety zasobów Kubernetes, które można zainstalować w klastrze Kubernetes. Można je porównać do paczek .deb dla Debiana lub .rpm dla RedHat - są to gotowe, skonfigurowane i łatwe do instalacji aplikacje dla Kubernetes.

Główne zalety Helm Charts:

Powtarzalność - ten sam chart zawsze tworzy te same zasoby
Konfigurowalność - jeden chart może być używany do wielu środowisk dzięki parametryzacji
Łatwość aktualizacji - prosta ścieżka do aktualizacji i wycofywania zmian
Zarządzanie zależnościami - automatyczne wdrażanie innych wymaganych chartów

2. Struktura Helm Chart

Typowa struktura katalogu Helm Chart wygląda następująco:

mychart/
  ├── Chart.yaml              # Metadane chartu
  ├── values.yaml             # Domyślne wartości konfiguracyjne
  ├── templates/              # Szablony zasobów Kubernetes
  │   ├── _helpers.tpl        # Pomocnicze funkcje szablonów
  │   ├── deployment.yaml     # Szablon deploymentu
  │   ├── service.yaml        # Szablon usługi
  │   ├── ingress.yaml        # Szablon ingressu
  │   └── ...
  ├── charts/                 # Podcharty (zależności)
  ├── .helmignore             # Pliki ignorowane przez Helm
  └── README.md               # Dokumentacja chartu

3. Kluczowe pliki

3.1. Chart.yaml

Zawiera metadane opisujące chart, takie jak:

apiVersion - wersja API Helm (v1 dla Helm 2, v2 dla Helm 3)
name - nazwa chartu
version - wersja chartu (np. 1.2.3)
appVersion - wersja aplikacji (np. 1.0.0)
description - opis chartu
maintainers - lista opiekunów
dependencies - zależności od innych chartów

Przykład:

apiVersion: v2
name: my-app
version: 0.1.0
appVersion: "1.0.0"
description: A Helm chart for my application

3.2. values.yaml

Zawiera domyślne wartości konfiguracyjne, które mogą być nadpisane podczas instalacji:

Skalowanie (liczba replik)
Konfiguracja obrazu (repozytorium, tag)
Zasoby (CPU, pamięć)
Parametry sieciowe
Zmienne środowiskowe

Przykład:

replicaCount: 2
image:
  repository: example/app
  tag: latest
  pullPolicy: Always
service:
  type: ClusterIP
  port: 80

3.3. templates/_helpers.tpl

Zawiera funkcje pomocnicze używane przez inne szablony:

Generowanie nazw (np. pełna nazwa aplikacji)
Tworzenie wspólnych etykiet
Obsługa selektorów
Obsługa kont usługowych

Przykład:

{{- define "my-app.name" -}}
{{- default .Chart.Name .Values.nameOverride | trunc 63 | trimSuffix "-" -}}
{{- end -}}

4. Szablony zasobów Kubernetes

4.1. Deployment (deployment.yaml)

Definiuje Deployment Kubernetes, który zarządza podami:

Liczba replik
Strategia aktualizacji
Selektory podów
Konfiguracja kontenerów
Wolumeny
Health checks

Przykład:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ include "my-app.name" . }}
spec:
  replicas: {{ .Values.replicaCount }}
  selector:
    matchLabels:
      {{- include "my-app.selectorLabels" . | nindent 6 }}

4.2. Service (service.yaml)

Definiuje Service Kubernetes, który zapewnia dostęp do podów:

Typ usługi (ClusterIP, NodePort, LoadBalancer)
Selektory podów
Porty (wewnętrzne i zewnętrzne)

Przykład:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: {{ include "my-app.name" . }}
spec:
  type: {{ .Values.service.type }}
  ports:
    - port: {{ .Values.service.port }}
      targetPort: http
  selector:
    {{- include "my-app.selectorLabels" . | nindent 4 }}

4.3. ConfigMap (configuration.yaml)

Przechowuje konfigurację w postaci par klucz-wartość:

Pliki konfiguracyjne
Zmienne środowiskowe
Flagi uruchomieniowe

Przykład:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: {{ include "my-app.name" . }}
data:
  application.yaml: |-
    {{- toYaml .Values.configuration.data | nindent 4 }}

4.4. Ingress (ingress.yaml)

Definiuje reguły routingu HTTP/HTTPS do usług:

Hosty wirtualne
Ścieżki URL
Konfiguracja TLS
Adnotacje dla kontrolera Ingress

Przykład:

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: {{ include "my-app.name" . }}
spec:
  rules:
    - host: {{ .Values.ingress.host }}
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: {{ include "my-app.name" . }}
                port:
                  number: {{ .Values.service.port }}

4.5. RBAC (security.yaml)

Definiuje uprawnienia dla podów:

Role - zestaw uprawnień
RoleBinding - przypisanie roli do konta usługowego
ServiceAccount - tożsamość dla podów

Przykład:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: {{ include "my-app.name" . }}
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["services", "endpoints", "pods"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]

5. Składnia szablonów Helm

Helm używa składni Go Templates do tworzenia dynamicznych szablonów:

5.1. Podstawowa składnia

{{ .Values.klucz }} - dostęp do wartości z values.yaml
{{ include "nazwa.funkcji" . }} - wywołanie funkcji pomocniczej
{{- }} i {{- }} - usuwanie białych znaków przed i po
{{ .Release.Name }} - dostęp do informacji o wydaniu
{{ .Chart.Name }} - dostęp do informacji o charcie

5.2. Funkcje

default - wartość domyślna ({{ default "domyślna" .Values.opcja }})
toYaml - konwersja do YAML ({{ toYaml .Values.obiekt | nindent 2 }})
nindent - wcięcie z nową linią ({{ ... | nindent 4 }})
indent - tylko wcięcie ({{ ... | indent 4 }})
quote - dodaje cudzysłowy ({{ .Values.nazwa | quote }})
trunc - przycina tekst ({{ .Values.nazwa | trunc 63 }})

5.3. Konstrukcje warunkowe

{{- if .Values.warunek }}
# Kod gdy warunek jest spełniony
{{- else }}
# Kod gdy warunek nie jest spełniony
{{- end }}

5.4. Pętle

{{- range .Values.lista }}
- {{ . }}
{{- end }}

{{- range $klucz, $wartość := .Values.mapa }}
{{ $klucz }}: {{ $wartość }}
{{- end }}

6. Best Practices

6.1. Struktura zasobów

Używaj prefiksów nazw, aby uniknąć konfliktów
Grupuj powiązane zasoby w jednym pliku
Używaj znaczników --- do oddzielania zasobów

6.2. Formatowanie

Używaj nindent zamiast indent dla lepszej czytelności
Utrzymuj spójne wcięcia (zwykle 2 lub 4 spacje)
Używaj {{- i -}} do kontrolowania białych znaków

6.3. Wartości

Dostarczaj sensowne wartości domyślne
Dokumentuj wszystkie wartości
Grupuj powiązane wartości w struktury zagnieżdżone
Używaj typów danych odpowiednich dla wartości

6.4. Etykiety i selektory

Używaj wspólnych funkcji dla etykiet i selektorów
Zawsze dołączaj standardowe etykiety Kubernetes
Używaj adnotacji dla metadanych, które nie są selektorami

6.5. Health Checks

Zawsze definiuj probes (readiness, liveness)
Używaj odpowiednich parametrów timeoutów i opóźnień
Oddzielaj porty dla health checks jeśli to możliwe

7. Przykładowy proces modernizacji Helm Chart

Podczas modernizacji Helm Charts warto zastosować następujące usprawnienia:

Standaryzacja selektorów:
- Dodanie funkcji selectorLabels w _helpers.tpl
- Usunięcie duplikacji selektorów w różnych plikach
Poprawa formatowania:
- Zamiana indent na nindent dla lepszej czytelności
- Ujednolicenie wcięć w całym projekcie
Rozszerzenie konfigurowalności:
- Dodanie obsługi adnotacji dla wszystkich zasobów
- Dodanie konfiguracji RBAC
- Ulepszenie struktury konfiguracji Ingress
Lepsza obsługa portów:
- Użycie nazw portów zamiast numerów w health checks
- Poprawne odwołania do portów usług
Wzbogacenie values.yaml:
- Dodanie sekcji dla wszystkich nowych funkcji
- Ułatwienie konfiguracji przez użytkownika końcowego

8. Praca z Helm Charts

8.1. Instalacja chartu

helm install [nazwa-wydania] ./my-app

8.2. Aktualizacja chartu

helm upgrade [nazwa-wydania] ./my-app

8.3. Używanie własnych wartości

helm install [nazwa-wydania] ./my-app -f wlasne-wartosci.yaml

8.4. Walidacja szablonów

helm template ./my-app

8.5. Usuwanie zainstalowanego chartu

helm uninstall [nazwa-wydania]

9. Podsumowanie

Helm Charts to potężne narzędzie do standaryzacji i automatyzacji wdrażania aplikacji w Kubernetes. Dzięki zastosowaniu szablonów, charty pozwalają na:

Wielokrotne używanie tej samej konfiguracji
Łatwe dostosowanie do różnych środowisk
Spójne zarządzanie całym cyklem życia aplikacji
Lepszą organizację i dokumentację zasobów Kubernetes

W miarę jak chmury natywne stają się standardem w branży IT, umiejętność efektywnego zarządzania i tworzenia Helm Charts staje się niezbędna dla każdego specjalisty DevOps. Mam nadzieję, że ten przewodnik pomoże Wam w codziennej pracy z Kubernetes i przyspieszy Wasze wdrożenia!

Helm Charts - Kompletny Przewodnik dla DevOps#

1. Czym są Helm Charts?#

2. Struktura Helm Chart#

3. Kluczowe pliki#

3.1. Chart.yaml#

3.2. values.yaml#

3.3. templates/_helpers.tpl#

4. Szablony zasobów Kubernetes#

4.1. Deployment (deployment.yaml)#

4.2. Service (service.yaml)#

4.3. ConfigMap (configuration.yaml)#

4.4. Ingress (ingress.yaml)#

4.5. RBAC (security.yaml)#

5. Składnia szablonów Helm#

5.1. Podstawowa składnia#

5.2. Funkcje#

5.3. Konstrukcje warunkowe#

5.4. Pętle#

6. Best Practices#

6.1. Struktura zasobów#

6.2. Formatowanie#

6.3. Wartości#

6.4. Etykiety i selektory#

6.5. Health Checks#

7. Przykładowy proces modernizacji Helm Chart#

8. Praca z Helm Charts#

8.1. Instalacja chartu#

8.2. Aktualizacja chartu#

8.3. Używanie własnych wartości#

8.4. Walidacja szablonów#

8.5. Usuwanie zainstalowanego chartu#

9. Podsumowanie#

Helm Charts - Kompletny Przewodnik dla DevOps

1. Czym są Helm Charts?

2. Struktura Helm Chart

3. Kluczowe pliki

3.1. Chart.yaml

3.2. values.yaml

3.3. templates/_helpers.tpl

4. Szablony zasobów Kubernetes

4.1. Deployment (deployment.yaml)

4.2. Service (service.yaml)

4.3. ConfigMap (configuration.yaml)

4.4. Ingress (ingress.yaml)

4.5. RBAC (security.yaml)

5. Składnia szablonów Helm

5.1. Podstawowa składnia

5.2. Funkcje

5.3. Konstrukcje warunkowe

5.4. Pętle

6. Best Practices

6.1. Struktura zasobów

6.2. Formatowanie

6.3. Wartości

6.4. Etykiety i selektory

6.5. Health Checks

7. Przykładowy proces modernizacji Helm Chart

8. Praca z Helm Charts

8.1. Instalacja chartu

8.2. Aktualizacja chartu

8.3. Używanie własnych wartości

8.4. Walidacja szablonów

8.5. Usuwanie zainstalowanego chartu

9. Podsumowanie