はじめに
これまでのデプロイメントに関する実験では、Kubernetes のマニフェストファイルを直接使用してきました。Helm は、それらのマニフェストをパッケージ化するレイヤーを追加するツールです。Helm チャートは、関連する Kubernetes テンプレートをまとめて管理し、再利用可能な設定を values.yaml で公開し、レンダリングされたオブジェクトを「リリース」としてインストールします。
この実験では、リポジトリからダウンロードするのではなく、小規模なローカルチャートをゼロから作成します。チャートのメタデータ、値（values）、Deployment テンプレート、Service テンプレートを記述し、インストール前にチャートをレンダリングし、値を変更してリリースをアップグレードします。これにより、ローカルチャートがどのようにして通常の Kubernetes オブジェクトに変換されるのかという、CKAD で求められるスキルを重点的に学習します。
Helm ワークスペースの準備
このステップでは、名前空間（namespace）を準備し、ローカル Helm チャートのワークフローに必要なツールが揃っているかを確認します。
まずは /home/labex/project から始めます。この実験では、チャートディレクトリ、生成されたマニフェスト、およびすべてのコマンドをこのワークスペース内で管理します。
mkdir -p /home/labex/project
cd /home/labex/project
Kubernetes API サーバーに接続できるか確認します。VM が起動した直後でノードの準備ができていない場合は、数秒待ってから再度コマンドを実行してください。
kubectl get nodes --request-timeout=5s
以下のような出力が表示されれば成功です：
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
labex-v135 Ready control-plane ... v1.35...
クラスターネットワークの Pod が「Ready」になるまで待ちます。チャートによって Service が作成されるため、トラフィックテストを行う前にアプリケーション Pod がクラスターネットワークに接続されている必要があります。
kubectl wait --namespace kube-system --for=condition=Ready pod -l k8s-app=calico-node --timeout=120s
期待される出力：
pod/calico-node-... condition met
ckad-prep-helm という名前の名前空間を作成し、現在の名前空間として設定します：
kubectl create namespace ckad-prep-helm
kubectl config set-context --current --namespace=ckad-prep-helm
現在の名前空間と Helm クライアントを確認します。Helm 3 は現在の kubeconfig を使用して直接 Kubernetes と連携するため、サーバー側に Tiller コンポーネントを別途インストールする必要はありません。
kubectl config view --minify --output 'jsonpath={..namespace}'; echo
helm version --short
以下のような出力が表示されれば成功です：
ckad-prep-helm
v...
ローカルチャートの作成とレンダリング
このステップでは、最小限のローカル Helm チャートを作成し、インストール前にレンダリングを行います。
チャートディレクトリにはいくつかの重要な構成要素があります。Chart.yaml はチャート自体を記述し、values.yaml にはデフォルト設定が含まれます。templates/ 配下のファイルは、{{ .Values.replicaCount }} のようなテンプレート式を含む Kubernetes マニフェストです。Helm はチャートをレンダリングまたはインストールする際、これらの式を具体的な値に置き換えます。
チャートディレクトリを作成します：
mkdir -p local-web-chart/templates
Chart.yaml を作成します。チャート名はリリース名とは異なります。リリース名はチャートをインストールする際に指定します。
cat > local-web-chart/Chart.yaml <<'EOF'
apiVersion: v2
name: local-web
description: A small local chart for CKAD deployment practice
type: application
version: 0.1.0
appVersion: "1.0"
EOF
values.yaml を作成します。これらのデフォルト値は、Pod の数、コンテナイメージ、Service のポート、およびアプリケーションが返すメッセージを制御します。
cat > local-web-chart/values.yaml <<'EOF'
replicaCount: 2
image:
repository: busybox
tag: "1.36"
service:
port: 80
targetPort: 8080
message: helm-v1
EOF
Deployment テンプレートを作成します。テンプレート内でリリース名（{{ .Release.Name }}）を使用することで、同じチャートを異なるリリース名でインストールできるようになります。
cat > local-web-chart/templates/deployment.yaml <<'EOF'
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: {{ .Release.Name }}-web
labels:
app.kubernetes.io/name: {{ .Chart.Name }}
app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
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 }}
spec:
terminationGracePeriodSeconds: 0
containers:
- name: web
image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
imagePullPolicy: IfNotPresent
command:
- /bin/sh
- -c
- |
mkdir -p /www
echo {{ .Values.message | quote }} > /www/index.html
httpd -f -p {{ .Values.service.targetPort }} -h /www
ports:
- containerPort: {{ .Values.service.targetPort }}
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: {{ .Values.service.targetPort }}
initialDelaySeconds: 1
periodSeconds: 2
EOF
Service テンプレートを作成します。Service のセレクターが Pod テンプレートと同じラベルを使用していることに注目してください。
cat > local-web-chart/templates/service.yaml <<'EOF'
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:
- port: {{ .Values.service.port }}
targetPort: {{ .Values.service.targetPort }}
EOF
helm lint を実行して、チャートの構造やテンプレートに問題がないか確認します：
helm lint ./local-web-chart
以下のような出力が表示されれば成功です：
1 chart(s) linted, 0 chart(s) failed
チャートをローカルでレンダリングします。helm template は、Helm が API サーバーに送信する Kubernetes YAML を表示しますが、実際にはオブジェクトを作成しません。
helm template local-web ./local-web-chart | sed -n '1,120p'
local-web という名前の Service と local-web-web という名前の Deployment が含まれていることが確認できます。
チャートのリリースとしてのインストール
このステップでは、ローカルチャートを ckad-prep-helm 名前空間にインストールします。
チャートをインストールすると Helm リリースが作成されます。この実験ではリリース名を local-web とします。Helm はリリースのメタデータを記録し、Kubernetes は Deployment や Service といった通常のオブジェクトを受け取ります。
チャートをインストールします：
helm install local-web ./local-web-chart
以下のような出力が表示されれば成功です：
NAME: local-web
STATUS: deployed
チャートによって作成された Deployment の完了を待ちます：
kubectl rollout status deployment/local-web-web --timeout=120s
期待される出力：
deployment "local-web-web" successfully rolled out
リリースと、それによって作成された Kubernetes オブジェクトを確認します：
helm list
kubectl get deployment,service -l app.kubernetes.io/instance=local-web
以下のような出力が表示されます：
local-web
deployment.apps/local-web-web
service/local-web
クライアント Pod を作成し、Service にリクエストを送信します。これにより、チャートが単にオブジェクトを作成しただけでなく、インストールされたアプリケーションが実際にアクセス可能であることが確認できます。
kubectl run chart-client --image=busybox:1.36 --restart=Never --command -- sleep 3600
kubectl wait --for=condition=Ready pod/chart-client --timeout=120s
kubectl exec chart-client -- wget -qO- http://local-web
期待される出力：
helm-v1
新しい値によるリリースのアップグレード
このステップでは、チャートの値を上書きして既存のリリースをアップグレードします。
チャートにはすでに再利用可能なテンプレートが含まれています。メッセージやレプリカ数を変更するためにテンプレートファイルを編集する必要はありません。helm upgrade を実行すると、新しい値でチャートが再レンダリングされ、Kubernetes オブジェクトが更新され、新しいリリースリビジョンが記録されます。
リリースをアップグレードし、3 つのレプリカで helm-v2 を提供するように変更します：
helm upgrade local-web ./local-web-chart --set message=helm-v2 --set replicaCount=3
以下のような出力が表示されれば成功です：
Release "local-web" has been upgraded.
STATUS: deployed
アップグレードされた Deployment の完了を待ちます：
kubectl rollout status deployment/local-web-web --timeout=120s
期待される出力：
deployment "local-web-web" successfully rolled out
リリース履歴と、現在リリースに保存されている値を確認します：
helm history local-web
helm get values local-web
2 つのリビジョンと上書きされた値が表示されます：
REVISION
1
2
message: helm-v2
replicaCount: 3
実行中の Deployment とアプリケーションの応答を確認します：
kubectl get deployment local-web-web
kubectl exec chart-client -- wget -qO- http://local-web
以下のような出力が表示されます：
3/3
helm-v2
まとめ
チャートのメタデータ、デフォルト値、および Kubernetes テンプレートからローカル Helm チャートを作成しました。インストール前にチャートをレンダリングし、リリースとしてインストールし、Service をテストし、値を上書きしてリリースをアップグレードしました。重要なポイントは、Helm は反復可能なアプリケーションデプロイメント作業をパッケージ化しつつ、kubectl で確認可能な通常の Kubernetes オブジェクトを生成するということです。
