Модуль 2.3: Kustomize

Складність: [MEDIUM] — кастомізація Kubernetes без шаблонів

Час на виконання: 40–50 хвилин

Передумови: Модуль 2.1 (Деплойменти), базове розуміння YAML

---

Що ви зможете робити

Після завершення цього модуля ви зможете:

• Побудувати оверлеї Kustomize, що кастомізують базові ресурси для різних середовищ
• Застосувати патчі та трансформації за допомогою kubectl apply -k без модифікації оригінального YAML
• Порівняти Kustomize та Helm і обрати правильний інструмент для конкретного сценарію розгортання
• Діагностувати проблеми рендерингу Kustomize за допомогою kubectl kustomize для попереднього перегляду результату

---

Чому цей модуль важливий

Kustomize дозволяє кастомізувати ресурси Kubernetes без шаблонів. Замість змінних і логіки (як у Helm) Kustomize використовує оверлеї та патчі для модифікації базових конфігурацій. Він вбудований у kubectl (kubectl apply -k), що робить його зручним для іспиту.

CKAD тестує Kustomize для:

• Створення та застосування кастомізацій
• Використання оверлеїв для різних середовищ
• Патчінг ресурсів
• Керування ConfigMaps та Secrets

Аналогія з наклейками

Уявіть, що купуєте ноутбук. Базовий ноутбук (базові ресурси) однаковий для всіх. Але ви додаєте наклейки, скіни та аксесуари (оверлеї), щоб зробити його своїм. Ви не перебудовуєте ноутбук — ви його кастомізуєте. Kustomize працює так само: зберігайте базові ресурси Kubernetes чистими, а потім застосовуйте оверлеї для dev/staging/prod.

---

Основи Kustomize

Ключові концепції

Концепція	Опис
Base	Оригінальні, немодифіковані ресурси Kubernetes
Overlay	Кастомізації, що накладаються поверх бази
Patch	Модифікації конкретних полів
kustomization.yaml	Файл, що визначає, що кастомізувати

Як працює Kustomize

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Потік Kustomize                       │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                         │
│  База                      Оверлей                      │
│  ┌─────────────┐        ┌─────────────┐                │
│  │ deployment  │───────▶│  + репліки  │                │
│  │   service   │        │  + env vars │                │
│  │  configmap  │        │  + мітки   │                │
│  └─────────────┘        └─────────────┘                │
│         │                     │                         │
│         └─────────┬───────────┘                         │
│                   ▼                                     │
│            ┌─────────────┐                              │
│            │ Об'єднані   │                              │
│            │  ресурси    │                              │
│            └─────────────┘                              │
│                   │                                     │
│                   ▼                                     │
│         kubectl apply -k ./                             │
│                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

---

Створення кастомізації

Базова структура

my-app/
├── kustomization.yaml
├── deployment.yaml
└── service.yaml

kustomization.yaml

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml
- service.yaml

Застосування через kubectl

# Попередній перегляд того, що буде застосовано
kubectl kustomize ./my-app/

# Застосувати кастомізацію
kubectl apply -k ./my-app/

# Видалити ресурси
kubectl delete -k ./my-app/

---

Типові трансформації

Додати мітки до всіх ресурсів

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml
- service.yaml

commonLabels:
  app: my-app
  environment: production

Додати анотації

commonAnnotations:
  owner: team-platform
  managed-by: kustomize

Додати префікс/суфікс до імені

namePrefix: prod-
nameSuffix: -v1

Результат: deployment стає prod-deployment-v1

Встановити простір імен

namespace: production

Усі ресурси будуть розгорнуті в цьому просторі імен.

---

ConfigMaps та Secrets

Генерація ConfigMap

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml

configMapGenerator:
- name: app-config
  literals:
  - LOG_LEVEL=info
  - API_URL=http://api.example.com

Генерація ConfigMap з файлів

configMapGenerator:
- name: app-config
  files:
  - config.properties
  - settings.json

Генерація Secrets

secretGenerator:
- name: db-credentials
  literals:
  - username=admin
  - password=secret123

# Або з файлів
secretGenerator:
- name: tls-certs
  files:
  - tls.crt
  - tls.key
  type: kubernetes.io/tls

Поведінка ConfigMap/Secret

За замовчуванням Kustomize додає хеш-суфікс до згенерованих ConfigMaps/Secrets:

• app-config стає app-config-abc123
• Посилання оновлюються автоматично

Вимкнути:

generatorOptions:
  disableNameSuffixHash: true

---

Образи

Перевизначення тегів образів

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml

images:
- name: nginx
  newTag: "1.21"

- name: myapp
  newName: my-registry.com/myapp
  newTag: v2.0.0

---

Патчі

Strategic Merge Patch

Додавання або модифікація полів:

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml

patches:
- patch: |-
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: my-app
    spec:
      replicas: 5

Патч із файлу

patches:
- path: increase-replicas.yaml

increase-replicas.yaml:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 5

JSON Patch

Для точних модифікацій:

patches:
- target:
    kind: Deployment
    name: my-app
  patch: |-
    - op: replace
      path: /spec/replicas
      value: 5
    - op: add
      path: /metadata/labels/version
      value: v2

Патч для всіх Деплойментів

patches:
- target:
    kind: Deployment
  patch: |-
    - op: add
      path: /spec/template/spec/containers/0/resources
      value:
        limits:
          memory: 256Mi
          cpu: 200m

---

Оверлеї

Структура каталогів

my-app/
├── base/
│   ├── kustomization.yaml
│   ├── deployment.yaml
│   └── service.yaml
├── overlays/
│   ├── dev/
│   │   └── kustomization.yaml
│   ├── staging/
│   │   └── kustomization.yaml
│   └── prod/
│       └── kustomization.yaml

Базовий kustomization.yaml

base/kustomization.yaml

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml
- service.yaml

Dev-оверлей

overlays/dev/kustomization.yaml

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- ../../base

namePrefix: dev-
namespace: development

patches:
- patch: |-
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: my-app
    spec:
      replicas: 1

images:
- name: my-app
  newTag: dev-latest

Prod-оверлей

overlays/prod/kustomization.yaml

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- ../../base

namePrefix: prod-
namespace: production

patches:
- patch: |-
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: my-app
    spec:
      replicas: 5

images:
- name: my-app
  newTag: v1.2.3

configMapGenerator:
- name: app-config
  literals:
  - LOG_LEVEL=warn
  - ENABLE_DEBUG=false

Застосування оверлеїв

# Застосувати dev
kubectl apply -k overlays/dev/

# Застосувати prod
kubectl apply -k overlays/prod/

# Попередній перегляд
kubectl kustomize overlays/prod/

---

Швидкий довідник для іспиту

# Попередній перегляд кастомізації
kubectl kustomize ./

# Застосувати кастомізацію
kubectl apply -k ./

# Видалити кастомізацію
kubectl delete -k ./

# Переглянути конкретний оверлей
kubectl kustomize overlays/prod/

Мінімальний kustomization.yaml

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml

Типові кастомізації

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- deployment.yaml
- service.yaml

namespace: my-namespace
namePrefix: prod-

commonLabels:
  app: my-app

images:
- name: nginx
  newTag: "1.21"

configMapGenerator:
- name: config
  literals:
  - KEY=value

---

Чи знали ви?

• Kustomize вбудований у kubectl починаючи з версії 1.14. Вам не потрібно встановлювати нічого додаткового — просто використовуйте kubectl apply -k.

• Хеш-суфікси на ConfigMaps/Secrets забезпечують поширення оновлень. Коли вміст змінюється, хеш змінюється, створюючи новий ConfigMap. Деплойменти, що на нього посилаються, автоматично оновлюються.

• Kustomize проти Helm: Kustomize простіший (без шаблонів, без змінних), тоді як Helm потужніший (умови, цикли, пакування). Використовуйте Kustomize для простих оверлеїв; Helm — для складних застосунків.

---

Типові помилки

Помилка	Чому це шкодить	Рішення
Неправильний шлях до бази	Ресурси не знайдені	Використовуйте відносні шляхи (../../base)
Невідповідність імені цілі патчу	Патч не застосовується	Збігайте точне ім’я ресурсу
Відсутній apiVersion у kustomization	Недійсний файл	Завжди вказуйте версію
Забули секцію resources	Нічого не розгорнуто	Перелічіть усі файли ресурсів
Не переглянули перед застосуванням	Несподівані результати	Завжди спочатку виконуйте kubectl kustomize

---

Тест

1. Як застосувати каталог Kustomize?

   Відповідь

   `kubectl apply -k ./directory/`

   Прапорець -k вказує kubectl обробити kustomization.yaml у цьому каталозі.

2. Як додати префікс до всіх імен ресурсів?

   Відповідь

   Додайте `namePrefix: prefix-` до kustomization.yaml. Усі ресурси отримають цей префікс до своїх імен.

3. Яка різниця між base та overlay?

   Відповідь

   Base містить оригінальні, немодифіковані ресурси. Overlay посилається на base та додає кастомізації (інша кількість реплік, простори імен, мітки) для конкретних середовищ, таких як dev/staging/prod.

4. Як перевизначити тег образу?

   Відповідь

   ```yaml images: - name: nginx newTag: "1.21" ``` Це змінює всі посилання на `nginx`, щоб використовувати тег `1.21`.

---

Практична вправа

Завдання: Створити повну конфігурацію Kustomize з базою та оверлеями.

Частина 1: Створення бази

mkdir -p /tmp/kustomize-demo/base
cd /tmp/kustomize-demo

# Створити деплоймент
cat << 'EOF' > base/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.20
        ports:
        - containerPort: 80
EOF

# Створити сервіс
cat << 'EOF' > base/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-app
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
  - port: 80
EOF

# Створити базову кастомізацію
cat << 'EOF' > base/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
- service.yaml
EOF

Частина 2: Створення Dev-оверлею

mkdir -p overlays/dev

cat << 'EOF' > overlays/dev/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- ../../base

namePrefix: dev-
namespace: development

images:
- name: nginx
  newTag: "1.21"

configMapGenerator:
- name: app-config
  literals:
  - ENV=development
  - DEBUG=true
EOF

Частина 3: Створення Prod-оверлею

mkdir -p overlays/prod

cat << 'EOF' > overlays/prod/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization

resources:
- ../../base

namePrefix: prod-
namespace: production

patches:
- patch: |-
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web-app
    spec:
      replicas: 3

images:
- name: nginx
  newTag: "1.22"

configMapGenerator:
- name: app-config
  literals:
  - ENV=production
  - DEBUG=false
EOF

Частина 4: Попередній перегляд та застосування

# Попередній перегляд dev
kubectl kustomize overlays/dev/

# Попередній перегляд prod
kubectl kustomize overlays/prod/

# Застосувати dev (спочатку створити простір імен)
kubectl create ns development
kubectl apply -k overlays/dev/

# Перевірити
kubectl get all -n development

# Очищення
kubectl delete -k overlays/dev/
kubectl delete ns development

---

Практичні вправи

Вправа 1: Базова кастомізація (Ціль: 3 хвилини)

mkdir -p /tmp/drill1 && cd /tmp/drill1

# Створити деплоймент
cat << 'EOF' > deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
EOF

# Створити кастомізацію
cat << 'EOF' > kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
namespace: default
commonLabels:
  environment: test
EOF

# Попередній перегляд
kubectl kustomize ./

# Застосувати
kubectl apply -k ./

# Очищення
kubectl delete -k ./

Вправа 2: Перевизначення образу (Ціль: 2 хвилини)

mkdir -p /tmp/drill2 && cd /tmp/drill2

cat << 'EOF' > deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: nginx:1.19
EOF

cat << 'EOF' > kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
images:
- name: nginx
  newTag: "1.22"
EOF

# Перевірити, що образ змінився
kubectl kustomize ./ | grep image

# Очищення
cd /tmp && rm -rf drill2

Вправа 3: Генератор ConfigMap (Ціль: 3 хвилини)

mkdir -p /tmp/drill3 && cd /tmp/drill3

cat << 'EOF' > deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: nginx
        envFrom:
        - configMapRef:
            name: app-config
EOF

cat << 'EOF' > kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
configMapGenerator:
- name: app-config
  literals:
  - DATABASE_URL=postgres://localhost
  - LOG_LEVEL=debug
EOF

# Попередній перегляд — зверніть увагу на хеш-суфікс
kubectl kustomize ./

# Очищення
cd /tmp && rm -rf drill3

Вправа 4: Патчі (Ціль: 4 хвилини)

mkdir -p /tmp/drill4 && cd /tmp/drill4

cat << 'EOF' > deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
EOF

cat << 'EOF' > kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
patches:
- patch: |-
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: web
    spec:
      replicas: 3
      template:
        spec:
          containers:
          - name: nginx
            resources:
              limits:
                memory: 128Mi
                cpu: 100m
EOF

# Перевірити, що патч застосовано
kubectl kustomize ./

# Очищення
cd /tmp && rm -rf drill4

Вправа 5: Префікс імені та простір імен (Ціль: 2 хвилини)

mkdir -p /tmp/drill5 && cd /tmp/drill5

cat << 'EOF' > deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
EOF

cat << 'EOF' > kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
namePrefix: staging-
namespace: staging
commonLabels:
  env: staging
EOF

# Перевірити трансформації
kubectl kustomize ./

# Очищення
cd /tmp && rm -rf drill5

Вправа 6: Повний сценарій з оверлеями (Ціль: 6 хвилин)

mkdir -p /tmp/drill6/{base,overlays/dev,overlays/prod}
cd /tmp/drill6

# База
cat << 'EOF' > base/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: api
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: api
  template:
    metadata:
      labels:
        app: api
    spec:
      containers:
      - name: api
        image: my-api:latest
        ports:
        - containerPort: 8080
EOF

cat << 'EOF' > base/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- deployment.yaml
EOF

# Dev-оверлей
cat << 'EOF' > overlays/dev/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- ../../base
namePrefix: dev-
namespace: dev
images:
- name: my-api
  newTag: dev-latest
EOF

# Prod-оверлей
cat << 'EOF' > overlays/prod/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:
- ../../base
namePrefix: prod-
namespace: prod
images:
- name: my-api
  newTag: v1.0.0
patches:
- patch: |-
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: api
    spec:
      replicas: 3
EOF

# Порівняти виведення
echo "=== DEV ===" && kubectl kustomize overlays/dev/
echo "=== PROD ===" && kubectl kustomize overlays/prod/

# Очищення
cd /tmp && rm -rf drill6

---

Наступний модуль

Модуль 2.4: Стратегії деплойменту — патерни blue/green, canary та ковзного розгортання.