基于jenkins+kubernetes的cicd流程实践一:环境搭建及方案原理实现
阅读原文时间:2023年07月09日阅读:2

1.基础环境:Centos7.9,kubernetes:v1.21.5

node-1@112(master):docker,containerd,harbornginx(80),git,etcd

node-2@109(master/worker):docker,containerd,ingress_nginx(80),etcd,glusterfs

node-3@107(worker):docker,containerd,harbor(80),etcd,glusterfs

node-4@106(worker):docker,containerd,harbor(80),glusterfs

node-6@121(单体/应用):docker,containerd,nginx(80/前端),consul,nacos,yapi

2.公有代码仓库,gitee,配置网络钩子

3.私有镜像仓库,harbor双主复制,node-3/node-4,地址:myhub.com

参考:https://github.com/goharbor/harbor

4.持久化存储 ,gluster-kubernetes ,node-2/node-3/node-4,heketi使用Ingress四层代理

参考:https://github.com/gluster/gluster-kubernetes

http://docs.kubernetes.org.cn/803.html#Glusterfs

5.jenkins,k8s Deployment方式部署,推荐本地部署

参考:https://www.jenkins.io/doc/book/installing/kubernetes/

(1)Local Persistent Volume 替换为 GlusterFs(基于Local Persistent Volume搭建的分布式文件),存储配置信息以及workspace

volume.yaml:

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: jenkins-glusterfs-storage-class
provisioner: kubernetes.io/glusterfs
parameters:
  # 这里heketi使用ingress四层代理
  # 192.168.0.109为ingress-nginx-controller监听地址
  resturl: "http://192.168.0.109:30001"
  restauthenabled: "true"
  restuser: "admin"
  restuserkey: "admin123"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: jenkins-pv-claim
  namespace: devops-tools
spec:
  storageClassName: jenkins-glusterfs-storage-class
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 3Gi
---
# agent workspace-volume
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: jenkins-agent-pv-claim
  namespace: devops-tools
spec:
  storageClassName: jenkins-glusterfs-storage-class
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 30Gi

(2)jenkins-server服务暴露方式NodePort替换为Ingress七层代理+四层代理

$ kubectl patch cm tcp-services -n ingress-nginx --patch='{"data": {"32000": "devops-tools/jenkins-service:80"}}'

service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: jenkins-service
  namespace: devops-tools
  annotations:
      prometheus.io/scrape: 'true'
      prometheus.io/path:   /
      prometheus.io/port:   '8080'
spec:
  selector:
    app: jenkins-server
  ports:
  - name: web
    port: 80
    targetPort: 8080
  - name: agent
    port: 50000
    targetPort: 50000
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: jenkins-service
  namespace: devops-tools
spec:
  rules:
  - host: myjenkins.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: jenkins-service
            port:
              name: web

(3)sa的集群角色中增加对集群中deployment,ingress资源的所有操作权限

serviceAccount.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: jenkins-admin
rules:
    #"":core
  - apiGroups: [""]
    resources: ["*"]
    verbs: ["*"]
  - apiGroups: ["apps"]
    resources: ["deployments"]
    verbs: ["*"]
  - apiGroups: ["networking.k8s.io"]
    resources: ["ingresses"]
    verbs: ["*"]
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: jenkins-admin
  namespace: devops-tools
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: jenkins-admin
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: jenkins-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: jenkins-admin
  namespace: devops-tools

(4)安装插件:

​ 参考: https://plugins.jenkins.io/kubernetes/

https://plugins.jenkins.io/kubernetes-cli/

https://gitee.com/help/articles/4193#article-header0

​ (a)kubernetes:用于和k8s交互,配置创建agent pod

​ (b)Kubernetes Cli:提供agent使用kubectl与k8s交互环境

​ (c)Gitee:用于自动触发构建

​ (d)其他:系统开始建议安装的插件都装一下

(5)工作原理:

​ (a)pod中的容器挂载infra容器的Namespace,共享Mount Namespace,工作目录/home/jenkins/agent都挂载workspace-volume数据卷,git拉下来的项目文件都是可见的

​ (b)agent主容器:jnlp默认自动生成,jenkins+kubernetes的cicd整个流程是定义sidecar容器,通过jenkins及其插件,手动一步步的实现sidecar容器对项目文件的具体操作

(6)编译环境准备-build项目时:

​ golang与alpine镜像对应版本:https://hub.docker.com/_/golang

​ (a)用的是go项目,需要go进程install项目,使用容器化方式,让k8s去管理

​ (b)kubernetes 插件pod模板添加容器,编译环境镜像: golang:1.19.1-alpine,上传到harbor

​ (c)容器启动进程:/bin/sh -c cat,防止容器进程关闭

​ (d)其他语言项目,使用对应语言环境镜像编译即可

(7)agent pod系统用户权限处理-docker创建镜像时:

​ (a)由于每个节点都装有docker,root用户登录,所以使用本地数据卷挂载方式,agent pod 的User Namespace相同才能执行即系统用户需要root执行权限才能使用当前节点docker

​ (b)uid(用户id)和gid(用户组id),securityContext设置针对controller的uid和gid,agent无效,controller和agent默认是jenkins和1000

​ (c)可以在kubernetes 插件pod模板中修改,使用root用户,uid=0,gid=0,或者Raw YAML for the Pod覆盖主容器

​ (d)也可以在构建shell脚本中将jenkins用户添加到root用户组中

​ (e)制作镜像的基础镜像:alpine:3.16,go语言在云原生优势体现,不需要虚拟机,直接编译成对应系统的二进制文件运行,镜像可以瘦身很小

​ (f)写shell脚本定时查询节点创建的项目镜像并清理一定时间段的镜像,以DaemonSet部署方式亲和到每个worker节点,master节点存在NoSchedule污点,或者镜像上传后立即删除

​ (g)镜像上传harbor,第一次登陆需要docker login用户注册认证,本地保存在~/.docker/config.json,每个节点不一定都存在,使用cm方式挂载到该路径

$ kubectl create cm docker-hub-credential --from-file=config=config.json -n devops-tools

​ (h)也可以使用docker in docker 好处是生命周期和agent pod一致,缺点是问题排查难度变大

注:使用docker的多阶段编译制作镜像,可以将(4)的go build过程放在(5)build image中构建,一个build阶段完成

(8)agent pod与k8s api server交互-项目部署到k8s集群时:

​ (a)使用kubectl,当前只存在master节点中,需要在worker节点使用,为了不污染worker节点,使用容器化方式,让k8s去管理

​ (b)k8s集群外kubectl与k8s api server交互,客户端证书TLS双向认证,需要useraccount配置信息,客户端保存在~/.kube/config,可以将凭证以cm/pvc方式挂载进去,api server地址一般设置为集群地址或本地代理地址进行解耦

​ (c)k8s集群内pod可以通过ServiceAccount与k8s k8s api server进行交互,ServiceAccount会创建对应secret自动挂载到pod文件系统中:/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount ,包含有token信息,为通信凭证

​ (d)配置的ServiceAccount具有对集群中core所有资源,deployment,ingress的所有操作权限,获取jenkins-admin的token:

$ kubectl -ndevops-tools   describe secret $(kubectl -ndevops-tools   get secret | grep jenkins-admin | awk '{print $1}')

​ (e)可以使用Kubernetes Cli插件进行配置token与k8s api server集群内部地址,自动配置并使用上下文,实现集群内kubectl 与k8s api server交互

​ (f)kubernetes 插件pod模板添加容器,镜像: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/mydlq/kubectl:1.15.3,上传到harbor

​ (g)容器启动进程:/bin/sh -c cat,防止容器进程关闭

(9)pipline测试脚本:

def label = "golang1.19.1"
def credential = "global-kubernetes-credential"

timeout(time: 900, unit: 'SECONDS') {
    podTemplate(label: label,cloud: 'kubernetes' ){
        node (label) {
            stage('Git阶段'){
                sh '''echo "开始拉取代码"
                     echo "拉取代码完成"'''
            }
            stage('Build阶段'){
                container('golang') {
                    sh '''echo "构建开始"
                          id
                          go version
                          echo "构建完成"'''
                }
            }
            stage('Docker阶段'){
                sh '''echo "创建镜像开始"
                     id
                     docker images
                     echo "创建镜像完成"'''
            }
            stage('Kubernetes 阶段'){
                container('kubectl') {
                    withKubeConfig([credentialsId: credential,serverUrl: "https://kubernetes.default.svc.cluster.local"]) {
                        sh '''echo "k8s部署开始"
                              id
                              kubectl get nodes
                              kubectl get pods
                              echo "k8s部署完成"'''
                    }
                }
            }
        }
    }
}

注:jenkins全局变量会自动注入到容器环境变量中,每个容器都可以获取使用