基于Kubernetes构建持续集成

1.1实战案例——基于Kubernetes构建持续集成

1.1.1 案例目标

（1）了解Jenkins的离线安装步骤。

（2）掌握Gitlab的使用和管理。

（3）了解CICD的配置步骤和方法。

1.1.2 案例分析

1.规划节点

ZooKeeper集群系统的节点规划，见表1-1-1。

表1-1-1节点规划

2.基础准备

登录OpenStack平台，使用提供的CentOS_7.5_x86_64_XD.qcow2镜像创建两台云主机，并使用提供的软件包部署好双节点Kubernetes集群。

1.1.3 案例实施

1.安装Jenkins环境

（1）基础环境准备

查看Kubernetes集群状态和节点信息：

[root@master ~]# kubectl get cs

NAME             STATUS    MESSAGE             ERROR

controller-manager    Healthy     ok                 

scheduler            Healthy     ok                 

etcd-0               Healthy   {"health":"true"}  

[root@master ~]# kubectl get nodes

NAME     STATUS   ROLES    AGE     VERSION

master      Ready     master     37m      v1.18.1

node        Ready     <none>   3m59s     v1.18.1

将提供的离线包CICD_Offline.tar上传至master节点/root目录下，解压文件：

# tar -zxvf CICD_Offline.tar -C /opt/

导入镜像：

# cd /opt/

# docker load -i jenkins.tar

（2）安装Jenkins

编写Jenkins编排文件：

[root@master ~]# mkdir jenkins

[root@master ~]# cd jenkins

[root@master jenkins]# vi docker-compose.yaml

version: '3.1'

services:

  jenkins:

    image: 'jenkins/jenkins:2.262-centos'

    volumes:

      - /home/jenkins_home:/var/jenkins_home

      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

      - /usr/bin/docker:/usr/bin/docker

      - /usr/bin/kubectl:/usr/local/bin/kubectl

      - /root/.kube:/root/.kube

    ports:

      - "8080:8080"

    expose:

      - "8080"

      - "50000"

    privileged: true

    user: root

    restart: always

    container_name: jenkins

启动Jenkins：

[root@master ~]# docker-compose -f docker-compose-jenkins.yaml up -d

Creating network "root_default" with the default driver

Creating jenkins ... done

[root@master jenkins]# docker-compose up -d

Creating network "jenkins_default" with the default driver

Creating jenkins ... done

[root@master jenkins]# docker-compose ps

 Name       Command             State                 Ports

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

jenkins   /sbin/tini -- /usr/local/b ...      Up      50000/tcp, 0.0.0.0:8080->8080/tcp

安装插件：

[root@master jenkins]# cp -rfv /opt/plugins/* /home/jenkins_home/plugins/

[root@master jenkins]# docker restart jenkins

jenkins

在web端通过http://IP:8080访问Jenkins，如图所示：

查看密码：

[root@master ~]# docker exec jenkins cat /var/jenkins_home/secrets/initialAdminPassword

54670064056e42a2a47485a5e3356e57

输入密码并点击“继续”，如图所示：

依次点击“系统管理”、“管理用户”按钮进入用户列表界面，如图所示：

点击“新建用户”，输入用户信息，如图所示：

点击“创建用户”如图所示：

退出admin用户登录，使用新创建的用户登录Jenkins。

依次点击“习惯管理”、“系统配置”按钮进入系统配置界面，在“Resource root URL”处配置Jenkins URL，如图所示：

完成后点击“保存”。

2.部署Gitlab

GitLab是利用Ruby on Rails一个开源的版本管理系统，实现一个自托管的Git项目仓库，可通过Web界面进行访问公开的或者私人项目。与Github类似，GitLab能够浏览源代码，管理缺陷和注释，可以管理团队对仓库的访问，它非常易于浏览提交过的版本并提供一个文件历史库，团队成员可以利用内置的简单聊天程序(Wall)进行交流。Gitlab还提供一个代码片段收集功能可以轻松实现代码复用，便于日后有需要的时候进行查找。

本项目Gitlab与Harbor共用一台服务器。

（1）启动Gitlab

编写Gitlab编排文件：

[root@master ~]# mkdir gitlab

[root@master ~]# cd gitlab/

[root@master gitlab]# vi docker-compose.yaml

version: '3'

services:

  gitlab:

    image: 'gitlab/gitlab-ce:12.9.2-ce.0'

    container_name: gitlab

    restart: always

    hostname: '10.24.2.156'

    privileged: true

    environment:

      TZ: 'Asia/Shanghai'

    ports:

      - '81:80'

      - '443:443'

      - '1022:22'

    volumes:

      - /srv/gitlab/config:/etc/gitlab

      - /srv/gitlab/gitlab/logs:/var/log/gitlab

      - /srv/gitlab/gitlab/data:/var/opt/gitlab

启动Gitlab：

[root@master gitlab]# docker-compose up -d

Creating network "gitlab_default" with the default driver

Creating gitlab ... done

[root@master gitlab]# docker-compose ps

 Name           Command             State                Ports

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

gitlab   /assets/wrapper   Up (healthy)   0.0.0.0:1022->22/tcp, 0.0.0.0:443->443/tcp, 0.0.0.0:81->80/tcp

Gitlab启动较慢，可以通过docker logs查看启动状态。启动完成后，在web端访问Gitlab（http://IP:81），如图所示：

设置root用户信息并使用root用户登录Gitlab，如图所示：

（2）创建项目

点击“Create a project”，创建项目springcloud，可见等级选择“Public”，如图所示：

点击“创建项目”，进入项目，如图所示：

push源代码到gitlab的springcloud项目：

[root@master ~]# yum install -y git

[root@master ~]# cd /opt/springcloud/

[root@master springcloud]# git config --global user.name "administrator"

[root@master springcloud]# git config --global user.email "admin@example.com"

[root@master springcloud]# git remote remove origin

[root@master springcloud]# git remote add origin http://10.24.2.156:81/root/springcloud.git

[root@master springcloud]# git add .

[root@master springcloud]# git commit -m "initial commit"

[root@master springcloud]# git push -u origin master

Username for 'http://10.24.2.156:81': root

Password for 'http://root@10.24.2.156:81':

Counting objects: 3192, done.

Delta compression using up to 4 threads.

Compressing objects: 100% (1428/1428), done.

Writing objects: 100% (3192/3192), 1.40 MiB | 0 bytes/s, done.

Total 3192 (delta 1233), reused 3010 (delta 1207)

remote: Resolving deltas: 100% (1233/1233), done.

To http://10.24.2.156:81/root/springcloud.git

 * [new branch]      master -> master

Branch master set up to track remote branch master from origin.

刷新网页，springcloud项目中文件已经更新了，如图所示：

3.配置Jenkins连接Gitlab

（1）设置Outbound requests

登录Gitlab首页，如图所示：

点击管理区域的扳手图标，如图所示：

点击左侧导航栏的“Settings”→“Network”，设置“Outbound requests”，勾选“Allow requests to the local network from web hooks and services”，如图所示：

配置完成后保存。

（2）创建Gitlab API Token

点击Gitlab用户头像图标，如图所示：

点击“Settings”，如图所示：

点击左侧导航栏的“Access Tokens”添加token，如图所示：

点击“Create personal access token”生成Token，如图所示：

复制Token（fNJF37GcttyG18v83tcy），后面配置Jenkins时会用到。

（3）设置Jenkins

登录Jenkins首页，点击“系统管理”→“系统配置”，配置Gitlab信息，取消勾选“Enable authentication for '/project' end-point”，如图所示：

点击“添加”→“Jenkins”添加认证信息，将Gitlab API Token填入，如图所示：

点击“Test Connection”，如图所示：

4.配置Jenkins连接maven

（1）安装maven

由于Jenkins是采用docker in docker的方式启动的，所以需要在jenkins容器内安装maven：

[root@master ~]# cp -rf /opt/apache-maven-3.6.3-bin.tar.gz /home/jenkins_home/

[root@master ~]# docker exec -it jenkins bash

[root@344d4fa5b8ea:/]# tar -zxvf /var/jenkins_home/apache-maven-3.6.3-bin.tar.gz -C .

[root@344d4fa5b8ea:/]# mv apache-maven-3.6.3/ /usr/local/maven

[root@344d4fa5b8ea:/]# vi /etc/profile

export M2_HOME=/usr/local/maven  # 行末添加两行

export PATH=$PATH:$M2_HOME/bin

[root@344d4fa5b8ea /]# vi /root/.bashrc

# .bashrc

# User specific aliases and functions

alias rm='rm -i'

alias cp='cp -i'

alias mv='mv -i'

# Source global definitions

if [ -f /etc/bashrc ]; then

        . /etc/bashrc

source /etc/profile  # 添加本行

fi

退出容器重新进入：

[root@344d4fa5b8ea /]# mvn -v

Apache Maven 3.6.3 (cecedd343002696d0abb50b32b541b8a6ba2883f)

Maven home: /usr/local/maven

Java version: 1.8.0_265, vendor: Oracle Corporation, runtime: /usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.265.b01-0.el8_2.x86_64/jre

Default locale: en_US, platform encoding: ANSI_X3.4-1968

OS name: "linux", version: "3.10.0-862.2.3.el7.x86_64", arch: "amd64", family: "unix"

（2）连接maven

登录Jenkins首页，点击“系统管理”→“全局工具配置”，如图所示：

点击“新增Maven”，如图所示。取消勾选“自动安装”，填入maven名称和安装路径，配置完成后点击“应用”。

5. 配置CI/CD

（1）新建任务

登录Jenkins首页，点击左侧导航栏“新建任务”，如图所示，选择构建一个流水线。

点击“确定”，配置构建触发器，如图所示：

记录下GitLab webhook URL的地址（http://10.24.2.156:8080/project/springcloud），后期配置webhook需要使用。

配置流水线，如图所示：

点击“流水线语法”，如图所示，示例步骤选择“git：Git”，将springcloud项目地址填入仓库URL。

点击“添加”→“jenkins”添加凭据，如图所示。类型选择“Username with password”，用户名和密码为Gitlab仓库的用户名和密码。

添加凭据后选择凭据，如图所示：

点击“生成流水线脚本”，如图所示：

记录生成的值，并将其写入流水线脚本中，完整的流水线脚本如下：

node{

    stage('git clone'){

        //check CODE

        git credentialsId: 'f30e738e-7795-4348-b3ee-eb73cd274add', url: 'http://10.24.2.156:81/root/springcloud.git'

    }

    stage('maven build'){

        sh '''/usr/local/maven/bin/mvn package -DskipTests -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud'''

    }

    stage('image build'){

        sh '''

              echo $BUILD_ID

              docker build -t 10.24.2.156/springcloud/gateway:$BUILD_ID -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud/gateway/Dockerfile  /var/jenkins_home/workspace/springcloud/gateway

              docker build -t 10.24.2.156/springcloud/config:$BUILD_ID -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud/config/Dockerfile  /var/jenkins_home/workspace/springcloud/config'''

    }

    stage('test'){

        sh '''docker run -itd --name gateway 10.24.2.156/springcloud/gateway:$BUILD_ID

        docker ps -a|grep springcloud|grep Up

        if [ $? -eq 0 ];then

            echo "Success!"

            docker rm -f gateway

        else

            docker rm -f gateway

            exit 1

            fi

        '''

    }

    stage('upload registry'){

        sh '''docker login 10.24.2.156 -u=admin -p=Harbor12345

            docker push 10.24.2.156/springcloud/gateway:$BUILD_ID

            docker push 10.24.2.156/springcloud/config:$BUILD_ID'''

    }

    stage('deploy Rancher'){

        //执行部署脚本

       sh 'sed -i "s/sqshq\\/piggymetrics-gateway/10.24.2.156\\/springcloud\\/gateway:$BUILD_ID/g" /var/jenkins_home/workspace/springcloud/yaml/deployment/gateway-deployment.yaml'

       sh 'sed -i "s/sqshq\\/piggymetrics-config/10.24.2.156\\/springcloud\\/config:$BUILD_ID/g" /var/jenkins_home/workspace/springcloud/yaml/deployment/config-deployment.yaml'

       sh 'kubectl create ns springcloud'

       sh 'kubectl apply -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud/yaml/deployment/gateway-deployment.yaml --kubeconfig=/root/.kube/config'

       sh 'kubectl apply -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud/yaml/deployment/config-deployment.yaml --kubeconfig=/root/.kube/config'

       sh 'kubectl apply -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud/yaml/svc/gateway-svc.yaml --kubeconfig=/root/.kube/config'

       sh 'kubectl apply -f /var/jenkins_home/workspace/springcloud/yaml/svc/config-svc.yaml --kubeconfig=/root/.kube/config'

    }

}

脚本中所有IP均为Harbor仓库的地址。

在网页写入完整的流水线脚本，如图所示，完成后点击“应用”。

（2）开启Jenkins匿名访问

登录Jenkins首页，点击“系统管理”→“全局安全配置”，配置授权策略允许匿名用户访问，如图所示。

（3）配置Webhook

登录Gitlab，进入springcloud项目，点击左侧导航栏“Settings”→“Webhooks”，将前面记录的GitLab webhook URL地址填入URL处，禁用SSL认证，如图所示。

点击“Add webhook”添加webhook，完成后如图所示：

点击“Test”→“Push events”进行测试，如图所示：

结果返回HTTP 200则表明Webhook配置成功。

（4）创建仓库项目

登录Harbor，新建项目springcloud，访问级别设置为公开，创建完成后如图所示：

进入项目查看镜像列表，如图所示，此时为空，无任何镜像：

6. 触发CI/CD

（1）触发构建

上传代码触发自动构建：

[root@master ~]# docker cp /opt/repository/ jenkins:/root/.m2/

[root@master ~]# docker restart jenkins

jenkins

[root@master ~]# cd /opt/springcloud/

[root@master springcloud]# git add .

[root@master springcloud]# git commit -m "Initial commit"

# On branch master

nothing to commit, working directory clean

[root@master springcloud]# git push -u origin master

Username for 'http://10.24.2.156:81': root

Password for 'http://root@10.24.2.156:81':

Branch master set up to track remote branch master from origin.

Everything up-to-date

（2）Jenkins查看

登录Jenkins，可以看到springcloud项目已经开始构建，如图所示：

点击项目名称查看流水线阶段视图，如图所示：

点击右侧“#1”可查看控制台输出，此处会显示构建的详细进程，如图所示：

构建完成后控制台输出如图所示：

返回项目查看流水线阶段视图，如图所示：

（3）Harbor查看

进入Harbor仓库springcloud项目查看镜像列表，可以看到已自动上传了一个gateway镜像，如图所示：

（4）Kubernetes查看

Pod的启动较慢，需等待3--5分钟。在命令行查看Pod：

[root@master ~]# kubectl -n springcloud get pods

NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE

config-6c988c4dc5-2522c    1/1       Running     0           21m

gateway-6545fc58c5-d6rgn   1/1       Running     0           21m

查看service：

[root@master ~]# kubectl -n springcloud get service

NAME   TYPE      CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)       AGE

config    NodePort   10.101.42.47    <none>        8888:30015/TCP   22m

gateway   NodePort   10.100.62.39    <none>        4000:30010/TCP   22m

通过端口30010访问服务，如图所示：

至此，完整的CI/CD流程就完成了。