Helm 应用交付

前置条件：已完成实验 01 部署的 3 节点集群（node1=master，node2/node3=worker，均 Ready）；已掌握实验 09 Lab 6 的 helm 基本命令；本实验对应教材第 17 章（Helm 与 Kustomize）。 自包含说明：本实验所有 Chart 文件内嵌，无需克隆外部仓库。Helm v3（本实验全部命令基于 v3）。

Lab	主题	级别
Lab 1 认识 Chart 结构并打包	Chart.yaml/values.yaml/templates 解剖 + helm create/package	必做
Lab 2 install / upgrade / rollback	Release 全生命周期（revision 回滚）	必做
Lab 3 values 多环境 + Kustomize	-f 环境覆盖 + kubectl apply -k	推荐

Lab 1 认识 Chart 结构并打包

目标：解剖一个 Chart 的目录结构，理解"模板 + values"的渲染原理，并完成打包。 验证概念：Chart = 资源模板 + 默认值（教材 §17.2.2）——templates/ 里是带 {{ .Values.xxx }} 占位符的 yaml，values.yaml 提供默认值；helm package 把 Chart 打成可分发的 .tgz 安装包。

创建 Chart 骨架

helm create myapp
apt-get install -y tree 2>/dev/null   # tree 命令不存在时先装（或用 find myapp -type f 替代）
tree myapp

root@node1:~/k8slab/helm# helm create myapp
Creating myapp
root@node1:~/k8slab/helm# tree myapp
myapp/
├── Chart.yaml          # 元数据：name/version/appVersion
├── charts/             # （空）子 Chart 依赖
├── templates/          # 资源模板（Go template 语法）
│   ├── NOTES.txt       # 安装后的提示信息
│   ├── _helpers.tpl    # 公共模板片段
│   ├── deployment.yaml
│   ├── hpa.yaml
│   ├── ingress.yaml
│   ├── service.yaml
│   ├── serviceaccount.yaml
│   └── tests/          # 安装后测试
└── values.yaml         # 默认配置值

观察点：helm create 生成了标准 Chart 骨架——values.yaml 是"默认值"，templates/deployment.yaml 是"模板"。这正对应教材 §17.2.2 的目录结构解剖。

解剖模板与 values 的对应关系

grep -n "replicaCount\|image:" myapp/values.yaml
grep -n "Values" myapp/templates/deployment.yaml | head -5

root@node1:~/k8slab/helm# grep -n "replicaCount\|image:" myapp/values.yaml
replicaCount: 1
image:
  repository: nginx
  tag: ""
root@node1:~/k8slab/helm# grep -n "Values" myapp/templates/deployment.yaml | head -5
replicas: {{ .Values.replicaCount }}
        image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag | default .Chart.AppVersion }}"

配置要点（模板与 values 的对应，教材 §17.2.3）： - values.yaml 里的 replicaCount: 1、image.repository: nginx → 模板里 {{ .Values.replicaCount }}、{{ .Values.image.repository }} - {{ .Values.image.tag | default .Chart.AppVersion }}——管道语法：tag 为空时用 Chart 的 appVersion - 模板不写死数值，values 提供默认值——这就是"一套 Chart 跑所有环境"的基础

渲染检查（不安装，先看渲染结果）

helm template myapp ./myapp | grep -A3 "replicas:\|image:"

root@node1:~/k8slab/helm# helm template myapp ./myapp | grep -A3 "replicas:\|image:"
# Source: myapp/templates/deployment.yaml
replicas: 1
...
        image: "nginx:1.16.0"

观察点：helm template 把模板渲染成最终 yaml——replicas: 1（来自 values）、image: "nginx:1.16.0"（tag 为空时用了 Chart 默认 AppVersion）。先渲染后安装是排障利器（教材 §17.2.3）。

打包 Chart

helm package ./myapp
ls -la myapp-*.tgz

root@node1:~/k8slab/helm# helm package ./myapp
Successfully packaged chart and saved it to: /root/k8slab/helm/myapp-0.1.0.tgz

观察点：myapp-0.1.0.tgz 生成——版本号来自 Chart.yaml 的 version: 0.1.0。打包后的 .tgz 就是可分发/可上传仓库的"安装包"（教材 §17.4.1 的 CI 产物）。

清理

rm -f myapp-*.tgz

说明：Chart 目录 myapp/ 保留（Lab 2 继续用）。

Lab 2 install / upgrade / rollback

目标：完成 Release 的完整生命周期——安装、升级（改 values）、回滚（revision 机制）。 验证概念：Release 是 Chart 的一次部署实例（教材 §17.2.1）——helm install 创建 revision 1；helm upgrade 生成 revision 2；helm rollback 一键回到旧 revision——与 Deployment 的 revision 机制同源，但粒度是"整个应用包"。

安装 Release

helm install myapp ./myapp
helm list

root@node1:~/k8slab/helm# helm install myapp ./myapp
NAME: myapp
LAST DEPLOYED: ...
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
root@node1:~/k8slab/helm# helm list
NAME    NAMESPACE  REVISION  UPDATED  STATUS   CHART        APP VERSION
myapp   default    1         ...      deployed myapp-0.1.0 1.16.0

观察点：helm list 显示 REVISION: 1——安装即 revision 1。kubectl get all | grep myapp 能看到 Chart 里模板生成的全部资源（Deployment/Service 等）。

升级（改 values）

helm upgrade myapp ./myapp --set replicaCount=3
helm list
kubectl get deploy myapp   # 副本变 3

root@node1:~/k8slab/helm# helm upgrade myapp ./myapp --set replicaCount=3
Release "myapp" has been upgraded...
root@node1:~/k8slab/helm# helm list
NAME    NAMESPACE  REVISION  UPDATED  STATUS   CHART        APP VERSION
myapp   default    2         ...      deployed myapp-0.1.0 1.16.0
root@node1:~/k8slab/helm# kubectl get deploy myapp
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
myapp   3/3     3            3           1m

观察点：REVISION 变 2，kubectl get deploy 副本 3/3——--set replicaCount=3 覆盖了 values 默认值（教材 §17.2.3 的 values 优先级：--set > values 文件 > 默认值）。

回滚

helm history myapp
helm rollback myapp 1
helm history myapp
kubectl get deploy myapp   # 副本回到 1

root@node1:~/k8slab/helm# helm history myapp
REVISION UPDATED  STATUS     CHART         APP VERSION  DESCRIPTION
1        ...      superseded myapp-0.1.0  1.16.0       Install complete
2        ...      superseded myapp-0.1.0  1.16.0       Upgrade complete
root@node1:~/k8slab/helm# helm rollback myapp 1
Rollback was a success!
root@node1:~/k8slab/helm# kubectl get deploy myapp
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
myapp   1/1     1            1           3m

观察点（回滚机制，教材 §17.2.5）：helm history 显示两次变更历史；rollback myapp 1 回到 revision 1——kubectl get deploy 副本回到 1。升级出问题，一条命令回滚整个应用包（对比第 5 章 kubectl rollout undo 的资源级回滚，Helm 是应用级回滚）。

清理

helm uninstall myapp
helm list

说明：helm uninstall 删除该 Release 创建的全部资源（Deployment/Service 等连带删除）。

Lab 3 values 多环境 + Kustomize（推荐）

目标：用 values 文件实现 dev/prod 多环境部署，并体验 Kustomize 的 base/overlay 定制。 验证概念：一套 Chart 跑所有环境（教材 §17.4.2）——-f values-prod.yaml 覆盖默认值；Kustomize 是另一条路线：base + overlay 覆盖，kubectl apply -k 直接应用（教材 §17.3）。

准备多环境 values 文件

cat > myapp/values-dev.yaml <<'EOF'
replicaCount: 1
service:
  type: ClusterIP
EOF
cat > myapp/values-prod.yaml <<'EOF'
replicaCount: 3
service:
  type: NodePort
EOF
helm install myapp-dev ./myapp -f myapp/values-dev.yaml
helm install myapp-prod ./myapp -f myapp/values-prod.yaml
kubectl get deploy,svc | grep myapp

root@node1:~/k8slab/helm# kubectl get deploy,svc | grep myapp
deployment.apps/myapp-dev    1/1    ...   1
deployment.apps/myapp-prod   3/3    ...   3
service/myapp-dev            ClusterIP  10.96.x.x  ...
service/myapp-prod           NodePort   10.96.x.x  80:3xxxx/TCP

观察点：同一 Chart 装了两个 Release（myapp-dev/myapp-prod）——dev 1 副本 ClusterIP、prod 3 副本 NodePort——环境差异全部由 values 文件表达（教材 §17.4.2 的"一套 Chart 跑所有环境"）。

Kustomize 体验（base + overlay）

mkdir -p kustomize-demo/base kustomize-demo/overlays/prod
kubectl create deployment kz-web --image=nginx --dry-run=client -o yaml > kustomize-demo/base/deployment.yaml
cat > kustomize-demo/base/kustomization.yaml <<'EOF'
resources:
- deployment.yaml
EOF
cat > kustomize-demo/overlays/prod/kustomization.yaml <<'EOF'
resources:
- ../../base
replicas:
- name: kz-web
  count: 3
EOF
kubectl apply -k kustomize-demo/overlays/prod
kubectl get deploy kz-web

root@node1:~/k8slab/helm# kubectl apply -k kustomize-demo/overlays/prod
deployment.apps/kz-web created
root@node1:~/k8slab/helm# kubectl get deploy kz-web
NAME     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kz-web   3/3     3            3           10s

配置要点（Kustomize，教材 §17.3）： - base/kustomization.yaml 声明"包含哪些标准资源"（一份 base） - overlays/prod/kustomization.yaml 声明"基于 base + 差异补丁"（replicas 覆盖副本数） - kubectl apply -k（k 即 kustomize）直接渲染并应用——无模板语言，base + 差异（对比 Helm 的模板 + values） - 与 Helm 的定位差异（教材 §17.3.3）：装第三方/发布应用包用 Helm；自己项目多环境定制用 Kustomize

清理

helm uninstall myapp-dev myapp-prod
kubectl delete -k kustomize-demo/overlays/prod
rm -rf kustomize-demo

本章小结

本章通过 3 个实验，掌握了企业级应用交付工具链：Helm（打包与发布）与 Kustomize（环境定制）：

实验	验证的知识点	关键命令/概念	级别
Lab 1 认识 Chart 结构并打包	Chart 目录结构；模板 + values 渲染原理；打包	helm create/package/template、{{ .Values.xxx }}	必做
Lab 2 install/upgrade/rollback	Release 生命周期；revision 机制与回滚	helm install/upgrade/rollback/history/list/uninstall、--set	必做
Lab 3 values 多环境 + Kustomize	一套 Chart 跑所有环境；base/overlay 定制	-f values-prod.yaml、kubectl apply -k	推荐

核心认知： 1. Chart = 模板 + 默认值：templates/ 写结构、values.yaml 写变化——helm template 先渲染后安装是排障利器 2. Release 有 revision：install=rev1、upgrade=rev2、rollback 一键回——应用级回滚（对比第 5 章资源级 rollout） 3. values 优先级：--set > -f 文件 > 默认值 4. Helm vs Kustomize：分发/装第三方 → Helm；项目内多环境 → Kustomize（apply -k，无模板语言） 5. 与教材衔接：ch17 的 Chart 模型/CI 流水线/多环境发布在此落地；实验 09 Lab 6（dashboard）是 Helm 装第三方应用的实例

与后续章节的衔接： - Chart 打包/发布 → 教材 ch17 §17.4 企业发布流程（CI/CD + 私有仓库） - 模板渲染 → 教材 ch18 的 CRD/Operator 展望（Helm 装的是资源，Operator 管的是运维逻辑） - 回滚机制 → 第 5 章 Deployment revision 的对照复习