Kustomize vs. Helm: Was ist der Unterschied?

Bei der Verwaltung und Bereitstellung von Kubernetes-Anwendungen stechen zwei Tools besonders hervor: Kustomize und Helm. Beide vereinfachen die Komplexität von Kubernetes-Bereitstellungen, verfolgen jedoch grundlegend unterschiedliche Ansätze zur Lösung derselben Herausforderung.

Helm ist ein Paketmanager für Kubernetes, der alles, was für eine Anwendung benötigt wird, in einem einzigen, wiederverwendbaren Paket namens Helm-Diagramm bündelt. Kustomize, ein Kubernetes-natives Tool, verfolgt einen deklarativen Ansatz, indem es Patches und Overlays verwendet, um Basiskonfigurationen zu ändern, die die Verwendung von Vorlagensprachen erfordern.

Die Wahl zwischen diesen Tools ist nicht nur eine technische Präferenz, sondern wirkt sich direkt auf die Produktivität des Entwicklungsteams, die Betriebskosten und die Fähigkeit aus, Anwendungen zuverlässig zu skalieren. Viele Unternehmen erkennen den erheblichen Mehrwert, den die kombinierte Nutzung beider Tools mit sich bringt. Allerdings ist es für die Entwicklung einer effektiven, skalierbaren Kubernetes-Bereitstellungs- und Verwaltungsstrategie unerlässlich zu verstehen, wann und warum der jeweilige Ansatz gewählt werden sollte.

Bevor man sich mit Kustomize und Helm befasst, ist es hilfreich, sich mit Containerisierung vertraut zu machen, die die Grundlage moderner cloudnativer Anwendungen bildet.

Die Containerisierung verpackt Anwendungen mit allem, was für die Ausführung benötigt wird – Code, Bibliotheken und Konfiguration – in schlanke, portable Einheiten, sogenannte Container, die in der Regel auf Linux-basierten Systemen ausgeführt werden. Dieser Prozess ermöglicht die konsistente Ausführung von Software in verschiedenen Umgebungen, von Entwickler-Laptops bis hin zur Produktions- Cloud -Infrastruktur.

Kubernetes, auch bekannt als k8s oder kube, orchestriert Container (in der Regel auf Docker basierend) in großem Maßstab, indem es die Bereitstellung, Skalierung und Ressourcenverwaltung über Maschinencluster hinweg automatisiert.

Laut einer Umfrage der Cloud Native Computing Foundation (CNCF) aus dem Jahr 2024 hat die Einführung von Cloud-Native-Technologien unter den befragten Unternehmen einen historischen Höchststand von 89 % erreicht, und 93 % der Unternehmen nutzen, testen oder evaluieren Kubernetes.¹

In dem Maße, in dem Unternehmen von einfachen Anwendungen zu komplexen Multiservice-Architekturen übergehen, werden auch die Konfigurationsdateien, die für die Verwaltung von Kubernetes-Bereitstellungen erforderlich sind, immer komplexer. Eine typische Unternehmensanwendung kann Dutzende von Konfigurationsdateien erfordern, die jeweils für unterschiedliche Umgebungen – Entwicklung, Staging und Produktion – angepasst werden müssen.

 Diese Komplexität führt zu einer Reihe von geschäftlichen Herausforderungen:

• Schwierigkeiten, die Konsistenz in allen Umgebungen aufrechtzuerhalten

• Höhere Betriebskosten

• Fehlende Automatisierung der Bereitstellung, was zu manuellen Fehlern führt

• Längere Markteinführungszeit für neue Funktionen

Kustomize und Helm wurden entwickelt, um diese Herausforderungen zu bewältigen, verfolgen jedoch unterschiedliche Ansätze. Helm wurde erstmals eingeführt, als Deis (später von Microsoft übernommen) es als eines der ersten Tools zur Vereinfachung der Kubernetes-Anwendungsverwaltung auf den Markt brachte. Das Projekt gewann weiter an Glaubwürdigkeit, als Deis es 2018 der CNCF spendete, und erreichte 2020 den vollen CNCF-Graduierungsstatus.

Kubernetes schlug hingegen einen anderen Weg ein und integrierte Kustomize mit der Veröffentlichung von Kubernetes 1.14 im Jahr 2019 direkt in die kubectl-Befehlszeilenschnittstelle (CLI).

Kustomize verwendet einen deklarativen Ansatz für das Konfigurationsmanagement. Anstatt zu skripten, wie ein bestimmter Zustand erreicht werden soll, beschreiben DevOps und andere Teams, wie ihre endgültige Konfiguration aussehen soll. 

Das Tool verwendet eine „Basis- und Overlay“-Methodik. Die Teams verwenden eine Standard-Basiskonfiguration, die die Kernmerkmale ihrer Anwendung erfasst. Anschließend erstellen sie für jede Umgebung oder Variante Overlays, die nur die für den jeweiligen Kontext erforderlichen Unterschiede festlegen.

Stellen Sie sich eine Basiskonfiguration vor, die eine Webanwendung mit Standardressourcenanforderungen und einer grundlegenden Netzwerkeinrichtung definiert. Ein Entwicklungsoverlay könnte die Ressourcenbeschränkungen und Replikate reduzieren, um Kosten zu sparen, während ein Produktionsoverlay die Sicherheitseinstellungen erhöhen und Überwachungskomponenten hinzufügen könnte. Kustomize führt diese Konfigurationen zusammen, um die endgültigen Kubernetes-Manifeste (YAML- oder JSON-Dateien) zu erstellen, die den gewünschten Zustand der Kubernetes-Ressourcen beschreiben.

Kustomize arbeitet direkt mit nativen YAML-Manifestdateien (wie deployment.yaml), die Standard-Kubernetes-Felder wie „apiVersion“ enthalten. Dieser Ansatz macht eine Vorlagensprache überflüssig, sodass Teams ihn leichter übernehmen können, ohne über die Standard-Kustomize-YAML-Konfigurationen hinaus weitere Programmiersyntax lernen zu müssen. Dadurch können Teams schnell ein ausgeklügeltes Konfigurationsmanagement implementieren und dabei mit der ihnen bereits vertrauten Kubernetes-YAML-Syntax arbeiten.

Helm, der beliebteste Kubernetes-Paketmanager auf dem Markt, fungiert im Wesentlichen als App-Store für Kubernetes-Anwendungen und ermöglicht die einfache Verwaltung und Installation vorgefertigter Anwendungen. Jüngsten CNCF-Umfragen zufolge ist Helm der bevorzugte Kubernetes-Paketmanager, mit einer Akzeptanz von 75 % bei den Unternehmen, die Kubernetes einsetzen.²

Helm verpackt Anwendungen in „Helm-Diagrammen“, also Sammlungen vorkonfigurierter Kubernetes-Ressourcen, die Teams als einzelne Einheit installieren, aktualisieren und verwalten können. Jedes Diagramm enthält Konfigurationsdateien (z. B. chart.yaml) und nutzt Go-Vorlagen, um eine dynamische Konfiguration basierend auf Eingabewerten zu ermöglichen.

Der Vorteil von Helm liegt in seiner Template-Engine und seinen Paketverwaltungsfunktionen. Anstatt mehrere Versionen ähnlicher Konfigurationen zu verwalten, ermöglicht Helm Teams die Erstellung von Charts mit Platzhaltern und die Verwendung separater Wertedateien (z. B. values.yaml), um diese Platzhalter während der Bereitstellung zu füllen. Teams können die Helm-Vorlage verwenden, um eine Vorschau der endgültigen gerenderten Konfiguration anzuzeigen, bevor sie diese auf den Kubernetes-Cluster anwenden.  

Über die Vorlagenerstellung hinaus bietet Helm umfassende Funktionen für das Lebenszyklusmanagement, darunter die Möglichkeit, Bereitstellungen zurückzusetzen, Releases zu verwalten und den Bereitstellungsverlauf zu verfolgen. Diese Funktionen machen Helm zu einem wertvollen Werkzeug für Unternehmen, die komplexe Anwendungsportfolios verwalten, bei denen Orchestrierungs- und Rollback-Funktionen von entscheidender Bedeutung sind.

Beispielsweise kann ein E-Commerce-Unternehmen ein Diagramm für seinen Online-Shop verwenden, dieses jedoch für verschiedene Umgebungen anpassen – weniger Server für Tests, mehr Server für die Produktion –, ohne separate Konfigurationsdateien erstellen zu müssen.

Um diese Charts bereitzustellen, verwenden Teams „helm install“, wodurch automatisch alle Ressourcen über die Kubernetes-Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) auf den Ziel-Kubernetes-Cluster angewendet werden. Helm übernimmt automatisch die Versionsverwaltung und das Abhängigkeitsmanagement und gewährleistet so konsistente und zuverlässige Bereitstellungen

Die Wahl zwischen Kustomize und Helm hängt von den spezifischen Herausforderungen bei der Bereitstellung und den Geschäftszielen ab. Unternehmen, die dieselbe Anwendung für unterschiedliche Umgebungen anpassen, profitieren in der Regel am meisten von Kustomize. Für diejenigen, die mehrere Anwendungen verwalten oder anspruchsvolle Bereitstellungskontrollen benötigen, ist Helm besser geeignet.

Der folgende Abschnitt geht näher darauf ein, wann die jeweilige Lösung am besten eingesetzt werden sollte.

Die meisten Unternehmen müssen dieselbe Anwendung in Entwicklungs-, Bereitstellungs- und Produktionsumgebungen mit subtilen, aber bedeutenden Unterschieden bereitstellen. Kustomize zeichnet sich in diesem Szenario dadurch aus, dass Teams eine Single-Source-of-Truth beibehalten und gleichzeitig umgebungsspezifische Anpassungen vornehmen können.

Entwicklungsumgebungen erfordern möglicherweise reduzierte Ressourcenbeschränkungen, um Kosten zu sparen, während Produktionsumgebungen erweiterte Sicherheitseinstellungen, unterschiedliche ConfigMaps und Überwachungskomponenten erfordern. Mit Kustomize können Unternehmen diese Unterschiede definieren, ohne ganze Konfigurationsdateien duplizieren zu müssen.

Unterschiedliche Einsatzsituationen erfordern oft unterschiedliche Sicherheitsrichtlinien oder Compliance-Maßnahmen. Mit Kustomize können Teams diese Anforderungen auf Basiskonfigurationen anwenden, ohne vollständig separate Konfigurationssätze erstellen zu müssen. Diese Funktion erweist sich als wertvoll für Unternehmen, die in mehreren Regionen oder Branchen mit unterschiedlichen regulatorischen Anforderungen tätig sind.

Bei der Einführung von Konfigurationsänderungen in großen Anwendungsportfolios ermöglicht Kustomize Teams, inkrementelle Modifikationen vorzunehmen, ohne die gesamte Konfigurationsstruktur zu beeinträchtigen. Dieser Ansatz reduziert Risiken und erleichtert die Identifizierung und Behebung von Problemen wie Fehlkonfigurationen oder Bereitstellungsfehlern.

Einer der Hauptvorteile von Helm sind seine Verpackungsfunktionen, von denen insbesondere Unternehmen profitieren, die Plattformen aufbauen oder die Bereitstellung von Anwendungen teamübergreifend standardisieren möchten.

Teams können wiederverwendbare Diagramme erstellen, die bewährte Verfahren und organisatorische Standards erfassen, und diese dann unternehmensweit verteilen.

Anwendungen, die eine komplexe Bereitstellungsorchestrierung erfordern, wie mehrstufige Rollouts, Abhängigkeitsmanagement und Rollback-Funktionen, eignen sich gut für die Release-Management-Funktionen von Helm. Wenn etwas schief geht, kann Helm sofort zur vorherigen funktionierenden Version zurückkehren, wodurch die Auswirkungen auf die Benutzer reduziert werden.

Bei der Integration beliebter Open-Source-Anwendungen oder Anbieterlösungen bietet das umfangreiche Chart-Repository (Chart-Repo) von Helm vorgefertigte Pakete, die die Implementierungszeit erheblich verkürzen können.

Anstatt Konfigurationen von Grund auf neu zu erstellen, können Teams von der Community gepflegte Diagramme für Datenbanken, Überwachungssysteme, Continuous Integration oder Continuous Delivery (CI/CD)-Pipelines und andere Standardkomponenten der IT-Infrastruktur nutzen.

SaaS-Plattformen verwenden häufig Helm, um kundenspezifische Bereitstellungen von Anwendungen zu verwalten, wobei dieselbe Anwendung mehrfach mit unterschiedlichen Konfigurationen in separaten Namespaces bereitgestellt wird. Dieser Ansatz bietet die für Multi-Tenant-Architekturen erforderliche Isolierung und Anpassungsfähigkeit.

Kustomize bietet mehrere Vorteile für das Kubernetes-Konfigurationsmanagement, darunter:

Unternehmen entscheiden sich aufgrund solcher Vorteile für Helm.

Anstatt Kustomize und Helm als konkurrierende Lösungen zu betrachten, erkennen viele Unternehmen einen erheblichen Mehrwert darin, beide Tools gemeinsam einzusetzen. Dieser hybride Ansatz nutzt die Stärken beider Tools und gleicht gleichzeitig ihre Einschränkungen aus.

Hier sind einige beliebte Anwendungsfälle:

• Erste Bereitstellung und Anpassung der Umgebung

• Drittanbieteranwendungen mit benutzerdefinierten Konfigurationen

• Umgebungen mit mehreren Teams

Ein typisches gemeinsames Nutzungsmuster umfasst die Implementierung von Helm für die anfängliche Anwendungs-Paketierung und -Bereitstellung, gefolgt von der Verwendung von Kustomize, um umgebungsspezifische Anpassungen vorzunehmen. Dieser Ansatz bietet die Vorteile der Paketverwaltung und Release-Funktionen von Helm und bewahrt gleichzeitig die Einfachheit und Transparenz von Kustomize für die laufende Konfigurationsverwaltung.

Beispielsweise könnte ein Unternehmen ein Helm-Chart verwenden, um eine Microservice-Anwendung mit all ihren Abhängigkeiten bereit zu stellen. Der nächste Schritt besteht darin, mithilfe von Kustomize-Overlays Sicherheitsrichtlinien für die Produktion hinzuzufügen oder verschiedene Kubernetes-Ingress-Regeln für die Staging-Umgebung zu konfigurieren.

Unternehmen nutzen Helm häufig für die Bereitstellung von Anwendungen von Drittanbietern aus seinem umfangreichen Chart-Repository, während sie Kustomize für benutzerdefinierte Anwendungen einsetzen, bei denen sie eine direktere Kontrolle über das Konfigurationsmanagement wünschen.

Diese Kombination ermöglicht es Teams, von der Community gepflegte Diagramme für beliebte Tools – wie Überwachungssysteme oder Nachrichtenwarteschlangen – zu verwenden und gleichzeitig die vollständige Kontrolle über ihre proprietären Anwendungen zu behalten.

In großen Unternehmen mit mehreren Entwicklungsteams erstellen Plattformteams häufig standardisierte Helm-Charts, die Best Practices und Compliance-Anforderungen des Unternehmens enthalten. Diese Diagramme arbeiten mit Infrastructure as Code (IaC)-Tools wie Terraform zusammen, um die gesamte Bereitstellungspipeline zu verwalten.

Anschließend verwenden die einzelnen Entwicklungsteams Kustomize, um diese Diagramme an ihre spezifischen Anwendungen und Umgebungen anzupassen, ohne die Basisdiagramme zu verändern. Dieser Ansatz ermöglicht eine klare Trennung, die sich nahtlos in GitOps-Tools wie ArgoCD für automatisierte Bereitstellung-Workflows integrieren lässt.

Ein effektives Kubernetes-Konfigurationsmanagement erfordert eine flexible Strategie, die sich an die sich wandelnden Anforderungen von Anwendungen anpasst.

Das Verständnis der Unterschiede zwischen Helm und Kustomize – und das Wissen, wie man sie effektiv integriert – trägt dazu bei, die Komplexität zu reduzieren und die Konsistenz zu wahren. Diese strategische Kombination führt letztendlich zu besser wartbaren und skalierbaren Kubernetes-Umgebungen.