Lab 12 — Final Project: Production-Ready Helm Chart
🎯 Mục tiêu
Đây là Lab tổng kết Phase Helm.
Sau Lab này, bạn sẽ tự xây dựng một Helm Chart hoàn chỉnh cho một ứng dụng Kubernetes và có khả năng:
- Thiết kế một Helm Chart có cấu trúc rõ ràng, reusable.
- Quản lý cấu hình bằng
values.yamlcho nhiều environment. - Sử dụng ConfigMap, Secret, Deployment, Service và Ingress.
- Kiểm tra và debug Chart trước khi deploy.
- Package và publish Chart lên OCI Registry.
- Xây dựng flow CI/CD cơ bản cho Helm.
- Quan trọng nhất: đọc, review và sửa một Helm Chart do người khác hoặc AI viết.
Đây không phải bài học thêm syntax.
Đây là bài kiểm tra xem bạn có thể kết hợp những gì đã học thành một workflow thực tế hay chưa.
1. 🤔 Vấn đề thực tế
Hãy tưởng tượng team của bạn có một application:
Todo Application
Application cần chạy trên:
Development
Staging
Production
Mỗi environment có cấu hình khác nhau:
Dev
├── replicas: 1
├── image: todo-app:dev
└── resources: nhỏ
Staging
├── replicas: 2
├── image: todo-app:1.2.0
└── resources: trung bình
Production
├── replicas: 3
├── image: todo-app:1.2.0
└── resources: lớn
Nếu viết Kubernetes YAML riêng:
kubernetes/
├── dev/
│ ├── deployment.yaml
│ ├── service.yaml
│ └── ingress.yaml
│
├── staging/
│ ├── deployment.yaml
│ ├── service.yaml
│ └── ingress.yaml
│
└── production/
├── deployment.yaml
├── service.yaml
└── ingress.yaml
rất dễ xảy ra:
Dev YAML ≠ Staging YAML
Staging YAML ≠ Production YAML
Và khi sửa một thứ:
Deployment
có thể phải sửa ở 3 nơi.
Helm giải quyết vấn đề này bằng cách tách:
Application Structure
+
Environment Configuration
2. 🧠 Hiểu nhanh
Final Project sẽ kết hợp toàn bộ mental model của Phase:
Helm Chart
│
┌─────────────┼─────────────┐
│ │ │
Templates Values Helpers
│ │
│ ┌─────┼─────┐
│ │ │ │
│ Dev Stage Prod
│
▼
Kubernetes Manifests
│
▼
Validation
│
▼
Package
│
▼
OCI Registry
│
▼
Deploy
Bạn không cần nhớ từng syntax.
Chỉ cần hiểu:
Chart = application template
Values = configuration
Templates = Kubernetes manifests được sinh ra
OCI Registry = nơi lưu Chart artifact
3. 🏗️ Architecture
Project cuối sẽ có kiến trúc:
Git Repository
│
│
Helm Chart Source
│
▼
┌─────────────────────┐
│ Helm Chart │
│ │
│ Chart.yaml │
│ values.yaml │
│ values-dev.yaml │
│ values-prod.yaml │
│ templates/ │
└──────────┬──────────┘
│
▼
Helm CI
│
┌──────────┼──────────┐
│ │ │
Lint Render Test
│ │ │
└──────────┼──────────┘
│
PASS
│
▼
helm package
│
▼
OCI Registry
│
┌────────────────┼────────────────┐
▼ ▼ ▼
Dev Staging Production
4. 📁 Project Structure
Tạo project:
mkdir helm-final-project
cd helm-final-project
helm create todo-app
Sau đó tổ chức lại:
helm-final-project/
│
├── todo-app/
│ │
│ ├── Chart.yaml
│ ├── values.yaml
│ ├── values-dev.yaml
│ ├── values-staging.yaml
│ ├── values-prod.yaml
│ │
│ ├── charts/
│ │
│ └── templates/
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── deployment.yaml
│ ├── service.yaml
│ ├── ingress.yaml
│ ├── configmap.yaml
│ ├── secret.yaml
│ └── tests/
│
└── .github/
└── workflows/
└── helm-ci.yaml
Không nhất thiết phải giữ mọi file mà helm create sinh ra.
Giữ những gì application thực sự cần.
Một Chart production tốt thường không phải Chart có nhiều file nhất.
5. 🧠 Exercise 1 — Thiết kế Chart
Application cần:
Todo API
Các Kubernetes resources:
Deployment
Service
ConfigMap
Secret
Ingress
Architecture:
Internet
│
▼
Ingress
│
▼
Service
│
┌─────────┼─────────┐
▼ ▼ ▼
Pod Pod Pod
│ │ │
└─────────┼─────────┘
│
┌──────┴──────┐
│ │
ConfigMap Secret
6. 🧠 Exercise 2 — Thiết kế values.yaml
Thay vì hard-code:
replicas: 3
trong template:
replicas: {{ .Values.replicaCount }}
để configuration nằm trong:
replicaCount: 3
Mental model:
values.yaml
│
▼
Templates
│
▼
Kubernetes YAML
Một values.yaml cơ bản:
replicaCount: 2
image:
repository: todo-app
tag: "1.0.0"
service:
port: 8080
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 128Mi
limits:
cpu: 500m
memory: 512Mi
7. 🌍 Exercise 3 — Multiple Environments
Tạo:
values-dev.yaml
values-staging.yaml
values-prod.yaml
values-dev.yaml
replicaCount: 1
image:
tag: dev
resources:
requests:
cpu: 50m
memory: 64Mi
values-staging.yaml
replicaCount: 2
image:
tag: "1.0.0"
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 128Mi
values-prod.yaml
replicaCount: 3
image:
tag: "1.0.0"
resources:
requests:
cpu: 200m
memory: 256Mi
Điểm quan trọng:
Same Chart
│
┌──────────┼──────────┐
▼ ▼ ▼
Dev Staging Prod
│ │ │
values-dev values- values-
staging prod
Không tạo 3 Chart khác nhau.
8. 🚀 Exercise 4 — Deploy Dev
Render trước:
helm template todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-dev.yaml
Nếu kết quả đúng:
helm upgrade --install todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-dev.yaml \
-n todo-dev \
--create-namespace
Kiểm tra:
helm list -n todo-dev
và:
kubectl get all -n todo-dev
9. 🧪 Exercise 5 — Deploy Staging
Render:
helm template todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-staging.yaml
Deploy:
helm upgrade --install todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-staging.yaml \
-n todo-staging \
--create-namespace
Kiểm tra:
kubectl get all -n todo-staging
Bây giờ bạn có:
Kubernetes Cluster
│
├── todo-dev
│ └── todo-app
│
└── todo-staging
└── todo-app
Cùng một Chart.
Khác configuration.
10. 🧪 Exercise 6 — Production
Trước khi deploy Production:
helm lint ./todo-app
Render:
helm template todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-prod.yaml
Kiểm tra kỹ:
replicas
image
resources
service
ingress
config
secret
Sau đó mới deploy:
helm upgrade --install todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-prod.yaml \
-n todo-prod \
--create-namespace
11. 🔐 Exercise 7 — ConfigMap và Secret
Application thường cần configuration:
DATABASE_HOST
DATABASE_PORT
LOG_LEVEL
và secret:
DATABASE_USERNAME
DATABASE_PASSWORD
Không nên viết trực tiếp vào Deployment:
env:
- name: DATABASE_PASSWORD
value: "123456"
Thay vào đó:
Deployment
│
├── ConfigMap
│
└── Secret
Ví dụ:
envFrom:
- configMapRef:
name: {{ include "todo-app.fullname" . }}
- secretRef:
name: {{ include "todo-app.fullname" . }}
Mental model quan trọng:
Helm
│
├── Application configuration
│
└── Kubernetes Secret reference
Helm không phải là secret manager.
Trong production, secret thực tế có thể được quản lý bởi Vault, External Secrets, cloud secret manager, v.v.
12. 🌐 Exercise 8 — Ingress
Application cần expose ra ngoài:
Internet
│
▼
Ingress
│
▼
Service
│
▼
Pods
Values:
ingress:
enabled: true
host: todo.example.com
Template:
values
│
▼
Ingress Template
│
▼
Kubernetes Ingress
Test:
kubectl get ingress -n todo-prod
13. 🧪 Exercise 9 — Testing & Validation
Đây là bước rất quan trọng.
Không nên:
Write Chart
↓
Deploy Production
Flow tốt hơn:
Write Chart
↓
helm lint
↓
helm template
↓
helm test
↓
Package
↓
Publish
Lint
helm lint ./todo-app
Render
helm template todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-prod.yaml
Test
helm test todo-app -n todo-prod
14. 🐛 Exercise 10 — Debugging Challenge
Bây giờ cố tình tạo một lỗi.
Ví dụ:
image:
repository: todo-app-invalid
Deploy:
helm upgrade --install todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-dev.yaml \
-n todo-dev
Kiểm tra:
kubectl get pods -n todo-dev
Bạn có thể thấy:
ImagePullBackOff
Debug:
kubectl describe pod <pod-name> -n todo-dev
và:
kubectl logs <pod-name> -n todo-dev
Sau đó sửa lại:
image:
repository: todo-app
Upgrade:
helm upgrade todo-app ./todo-app \
-f ./todo-app/values-dev.yaml \
-n todo-dev
15. 🧠 Điều cần học từ Debugging
Khi Helm deploy lỗi, không phải lúc nào Helm là nguyên nhân.
Hãy chia vấn đề thành:
Helm
│
├── Template lỗi?
│
└── Values sai?
│
▼
Kubernetes Manifest
│
├── Deployment?
├── Service?
├── Ingress?
└── Config?
│
▼
Pod
│
├── Image?
├── Config?
├── Secret?
└── Application?
Mental model:
Helm chỉ tạo Kubernetes resources. Sau đó Kubernetes và application vẫn có thể lỗi.
16. 📦 Exercise 11 — Package Chart
Sau khi mọi thứ hoạt động:
helm package ./todo-app
Bạn sẽ có:
todo-app-1.0.0.tgz
Kiểm tra:
helm show chart todo-app-1.0.0.tgz
17. 🚀 Exercise 12 — Publish OCI
Đăng nhập Registry:
helm registry login <registry>
Sau đó:
helm push todo-app-1.0.0.tgz \
oci://<registry>/helm
Architecture:
Git
│
▼
Helm Chart
│
▼
helm package
│
▼
todo-app-1.0.0.tgz
│
▼
OCI Registry
18. 🧪 Exercise 13 — Install từ OCI
Không deploy trực tiếp từ source nữa.
Deploy từ artifact:
helm upgrade --install todo-app \
oci://<registry>/helm/todo-app \
--version 1.0.0 \
-f values-prod.yaml \
-n todo-prod
Đây là flow gần production hơn:
Developer
│
▼
Git
│
▼
CI
│
▼
Helm Chart
│
▼
OCI Registry
│
▼
CD
│
▼
Kubernetes
19. 🤖 Exercise 14 — CI/CD
Tạo:
.github/
└── workflows/
└── helm-ci.yaml
Pipeline tối thiểu:
Pull Request
│
▼
helm lint
│
▼
helm template
│
▼
Test
│
▼
PASS
Khi merge:
main
│
▼
helm package
│
▼
helm push
│
▼
OCI Registry
Sau đó:
OCI Registry
│
▼
Dev
│
▼
Staging
│
▼
Production
Bạn đã hoàn thành vòng đời Helm cơ bản.
20. 🚨 Production Review
Trước khi coi Chart là "production-ready", hãy tự kiểm tra:
Structure
□ Chart.yaml rõ ràng
□ templates được tổ chức tốt
□ _helpers.tpl được sử dụng hợp lý
□ Không có file thừa
Configuration
□ Không hard-code configuration
□ Có values mặc định hợp lý
□ Có values cho environment
□ Production values được review
Kubernetes
□ Resources có requests/limits
□ Health checks có cấu hình
□ Deployment strategy phù hợp
□ Service đúng
□ Ingress đúng
Security
□ Không hard-code password
□ Không commit secret
□ Image version được pin
□ RBAC không cấp quyền dư thừa
Release
□ helm lint
□ helm template
□ helm test
□ helm package
□ OCI Registry
□ Version rõ ràng
□ Có rollback strategy
21. 🎯 Final Challenge
Bây giờ hãy xóa Chart cũ và thử tự xây lại từ đầu.
Yêu cầu:
Application
todo-app
Kubernetes Resources
Deployment
Service
ConfigMap
Secret
Ingress
Environments
dev
staging
production
Configuration
replicas
image
resources
service
ingress
environment variables
Release
Helm lint
↓
Helm template
↓
Helm test
↓
Package
↓
OCI Registry
Deployment
OCI Registry
│
├── Dev
├── Staging
└── Production
22. 🏆 Definition of Done
Bạn có thể coi Phase Helm hoàn thành khi:
✅ Có thể đọc một Helm Chart
✅ Hiểu Chart.yaml / values.yaml / templates
✅ Hiểu values → templates → Kubernetes YAML
✅ Biết cách override values
✅ Biết quản lý nhiều environment
✅ Biết sử dụng ConfigMap / Secret / Ingress
✅ Biết dùng dependencies
✅ Biết lint / template / test
✅ Biết debug Helm deployment
✅ Biết package Chart
✅ Biết OCI Registry
✅ Hiểu Helm trong CI/CD
✅ Biết rollback
✅ Có thể review Chart do AI tạo
🧠 Mental Model — Toàn bộ Phase Helm
Bạn chỉ cần nhớ bức tranh này:
Helm Chart
│
┌──────────┴──────────┐
│ │
Templates Values
│ │
└──────────┬──────────┘
▼
Kubernetes YAML
│
▼
Validation
│
▼
Package
│
▼
OCI Registry
│
┌───────┼───────┐
▼ ▼ ▼
Dev Staging Prod
Và nếu phải nhớ một câu duy nhất:
Helm không phải thứ bạn cần học thuộc syntax; Helm là cách biến Kubernetes manifests thành một package có thể cấu hình, tái sử dụng, version hóa và tự động hóa việc release.
Đây cũng là mức kiến thức khá phù hợp với mục tiêu của bạn: đủ hiểu bản chất để review AI-generated Helm Chart, phát hiện thiết kế sai, debug khi deployment lỗi và kết hợp Helm vào CI/CD, thay vì dành quá nhiều thời gian học thuộc template syntax.
All rights reserved
