📚 课程目录第2章 Helm基础回顾

2. Helm 核心概念与 Chart 结构

在深入资源配额与网络拓扑协同调优之前，必须牢固掌握 Helm 的五大核心概念以及 Chart 的目录契约。这些概念是后续所有 Helm 操作的基石，也是理解资源模板化与依赖管理的起点。

2.1 五大核心概念

概念	定义	类比（类比 Kubernetes 对象）
Chart	一个预配置的 Kubernetes 资源包，包含模板、默认值、依赖等。	类似于一个 `Deployment` 的 YAML 模板集合。
Release	Chart 在 Kubernetes 集群中的一个运行实例。同一个 Chart 可以部署多次。	类似于一个 `Pod` 的特定运行实例。
Repository	Chart 的存储和分发仓库，类似 Docker Registry。	类似于 `Image Registry` 用于存储容器镜像。
Values	用于覆盖 Chart 默认配置的键值对，实现参数化部署。	类似于 `ConfigMap` 或 `Deployment` 的环境变量。
Templates	Go 模板文件，结合 Values 动态生成 Kubernetes 资源清单。	类似于 `Kustomize` 的 `patches` 或 `vars`。

关键区别： Chart 是“蓝图”，Release 是“房子”。同一个蓝图（Chart）可以盖出多栋房子（Release），每栋房子可以有不同的装修（Values）。

2.2 Chart 目录结构

一个标准的 Helm Chart 遵循固定的目录契约。以下是一个典型 Chart 的完整结构，包含子 Chart 依赖管理：

my-chart/
├── Chart.yaml              # Chart 元数据（名称、版本、依赖等）
├── values.yaml             # 默认配置值
├── values.schema.json      # （可选）Values 的 JSON Schema 校验
├── charts/                 # 子 Chart 依赖（手动放置或 helm dependency update 下载）
│   ├── sub-chart-a/
│   │   ├── Chart.yaml
│   │   ├── values.yaml
│   │   └── templates/
│   └── sub-chart-b/
│       ├── Chart.yaml
│       ├── values.yaml
│       └── templates/
├── templates/              # 核心模板目录
│   ├── _helpers.tpl        # 模板辅助函数（命名模板）
│   ├── deployment.yaml     # Deployment 模板
│   ├── service.yaml        # Service 模板
│   ├── ingress.yaml        # Ingress 模板
│   ├── hpa.yaml            # HPA 模板（资源配额相关）
│   ├── pdb.yaml            # PodDisruptionBudget 模板
│   ├── configmap.yaml      # ConfigMap 模板
│   ├── secret.yaml         # Secret 模板
│   ├── tests/              # 测试模板
│   │   └── test-connection.yaml
│   └── NOTES.txt           # 安装后的使用说明
└── .helmignore             # 打包时忽略的文件模式

常见陷阱： 不要将 charts/ 目录下的子 Chart 直接修改。子 Chart 应通过 Chart.yaml 的 dependencies 字段声明，然后使用 helm dependency update 管理。手动修改 charts/ 内的子 Chart 会导致依赖版本混乱。

2.3 子 Chart 依赖管理

子 Chart 依赖在 Chart.yaml 的 dependencies 字段中声明。Helm 支持三种依赖模式：

直接依赖： 子 Chart 被直接放置在 charts/ 目录下。
仓库依赖： 从 Chart Repository 下载。
本地路径依赖： 通过 file:// 路径引用本地 Chart。

以下是一个包含 Cilium 网络策略依赖的 Chart.yaml 示例：

apiVersion: v2
name: my-app
description: 一个包含网络策略依赖的示例应用
type: application
version: 1.0.0
appVersion: "1.0.0"

dependencies:
  - name: cilium-network-policies
    version: "0.1.0"
    repository: "file://./charts/cilium-network-policies"
    condition: cilium-network-policies.enabled
    tags:
      - network-policy
  - name: redis
    version: "17.0.0"
    repository: "https://charts.bitnami.com/bitnami"
    alias: cache-db
    import-values:
      - child: defaults
        parent: redis-defaults

  依赖管理最佳实践：
  使用 condition 字段控制子 Chart 的启用/禁用。
使用 tags 字段对依赖进行分组管理。
使用 import-values 将子 Chart 的 Values 导入到父 Chart 中，避免重复定义。
始终运行 helm dependency update 生成 Chart.lock 文件，锁定依赖版本。

2.4 Values 与 Templates 的协同机制

Values 通过 values.yaml 提供默认值，Templates 通过 Go 模板语法引用这些值。以下是一个典型的资源配额模板示例：

{{- define "my-app.resources" -}}
resources:
  requests:
    memory: {{ .Values.resources.requests.memory | default "256Mi" | quote }}
    cpu: {{ .Values.resources.requests.cpu | default "250m" | quote }}
  limits:
    memory: {{ .Values.resources.limits.memory | default "512Mi" | quote }}
    cpu: {{ .Values.resources.limits.cpu | default "500m" | quote }}
{{- end -}}

对应的 values.yaml 配置：

resources:
  requests:
    memory: "512Mi"
    cpu: "500m"
  limits:
    memory: "1Gi"
    cpu: "1"

在 deployment.yaml 中引用：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ include "my-app.fullname" . }}
spec:
  template:
    spec:
      containers:
        - name: {{ .Chart.Name }}
          image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
          {{- include "my-app.resources" . | nindent 10 }}

2.5 核心概念关系图

下图展示了 Chart、Release、Repository、Values、Templates 以及子 Chart 之间的完整协作关系：

2.6 子 Chart 依赖的 Values 覆盖优先级

当父 Chart 和子 Chart 存在同名 Values 时，Helm 遵循严格的优先级规则：

优先级	来源	示例
1（最高）	`--set` 命令行参数	`--set sub-chart-a.replicas=5`
2	父 Chart 的 `values.yaml` 中 `子Chart名称` 块	`sub-chart-a: { replicas: 3 }`
3	子 Chart 自身的 `values.yaml`	`replicas: 1`
4（最低）	子 Chart 的 `Chart.yaml` 中的 `default` 值	通常不定义，使用模板默认值

  实战建议： 在调优 Cilium 网络策略时，建议将网络策略相关的 Values 放在父 Chart 的 values.yaml 中，通过 import-values 或 export-values 传递给子 Chart，避免在多个地方重复定义，减少配置漂移风险。

2.7 子 Chart 依赖的常见模式

在资源配额与网络拓扑协同场景中，子 Chart 依赖通常采用以下三种模式：

基础设施依赖： 子 Chart 提供 CiliumNetworkPolicy、NetworkPolicy 等网络资源，父 Chart 引用这些策略。
中间件依赖： 子 Chart 提供 Redis、MySQL 等中间件，父 Chart 通过 import-values 获取连接信息。
配置共享依赖： 子 Chart 提供全局 ConfigMap，父 Chart 和其他子 Chart 共享配置。

以下是一个使用 import-values 共享 Cilium 网络策略配置的示例：

# 父 Chart values.yaml
cilium-network-policies:
  enabled: true
  policies:
    - name: allow-app-communication
      ingress:
        - fromEndpoints:
            - matchLabels:
                app: my-app-frontend
          toPorts:
            - ports:
                - port: "8080"
                  protocol: TCP

# 父 Chart Chart.yaml 中的依赖声明
dependencies:
  - name: cilium-network-policies
    version: "0.1.0"
    repository: "file://./charts/cilium-network-policies"
    import-values:
      - child: policies
        parent: network-policies

通过这种方式，父 Chart 可以将网络策略配置统一管理，子 Chart 只需关注策略的渲染和部署，实现了关注点分离。