基於jenkins+kubernetes的cicd流程實踐一：環境搭建及方案原理

SHao發表於2022-12-04
Jenkins

1.基礎環境：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（單體/應用）：docker，containerd，nginx（80/前端），consul，nacos，yapi

2.公有程式碼倉庫，gitee，配置網路鉤子

3.私有映象倉庫，harbor雙主複製，node-3/node-4，地址：myhub.com

參考：https://github.com/goharbor/harbor

4.持久化儲存 ，gluster-kubernetes ，node-2/node-3/node-4，heketi使用Ingress四層代理

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

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

5.jenkins，k8s Deployment方式部署，推薦本地部署

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

（1）Local Persistent Volume 替換為 GlusterFs（基於Local Persistent Volume搭建的分散式檔案系統），儲存配置資訊以及workspace

volume.yaml：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: jenkins-glusterfs-storage-class
provisioner: kubernetes.io/glusterfs
parameters:
  # 這裡heketi使用ingress四層代理
  # 192.168.0.109為ingress-nginx-controller監聽地址
  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服務暴露方式NodePort替換為Ingress七層代理+四層代理

$ 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的叢集角色中增加對叢集中deployment，ingress資源的所有操作許可權

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）安裝外掛：

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

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

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

​ （a）kubernetes：用於和k8s互動，配置建立agent pod

​ （b）Kubernetes Cli：提供agent使用kubectl與k8s互動環境

​ （c）Gitee：用於自動觸發構建

​ （d）其他：系統開始建議安裝的外掛都裝一下

（5）工作原理：

​ （a）pod中的容器掛載infra容器的Namespace，共享Mount Namespace，工作目錄/home/jenkins/agent都掛載workspace-volume資料卷，git拉下來的專案檔案都是可見的

​ （b）agent主容器：jnlp預設自動生成，jenkins+kubernetes的cicd整個流程是定義sidecar容器，透過jenkins及其外掛，手動一步步的實現sidecar容器對專案檔案的具體操作

（6）編譯環境準備-build專案時：

​ golang與alpine映象對應版本：https://hub.docker.com/_/golang

​ （a）用的是go專案，需要go程式install專案，使用容器化方式，讓k8s去管理

​ （b）kubernetes 外掛pod模板新增容器，編譯環境映象： golang:1.19.1-alpine，上傳到harbor

​ （c）容器啟動程式：/bin/sh -c cat，防止容器程式關閉

​ （d）其他語言專案，使用對應語言環境映象編譯即可

（7）agent pod系統使用者許可權處理-docker建立映象時：

​ （a）由於每個節點都裝有docker，root使用者登入，所以使用本地資料卷掛載方式，agent pod 的User Namespace相同才能執行即系統使用者需要root執行許可權才能使用當前節點docker

​ （b）uid（使用者id）和gid（使用者組id），securityContext設定針對controller的uid和gid，agent無效，controller和agent預設是jenkins和1000

​ （c）可以在kubernetes 外掛pod模板中修改，使用root使用者，uid=0，gid=0，或者Raw YAML for the Pod覆蓋主容器

​ （d）也可以在構建shell指令碼中將jenkins使用者新增到root使用者組中

​ （e）製作映象的基礎映象：alpine:3.16，go語言在雲原生優勢體現，不需要虛擬機器，直接編譯成對應系統的二進位制檔案執行，映象可以瘦身很小

​ （f）寫shell指令碼定時查詢節點建立的專案映象並清理一定時間段的映象，以DaemonSet部署方式親和到每個worker節點，master節點存在NoSchedule汙點，或者映象上傳後立即刪除

​ （g）映象上傳harbor，第一次登陸需要docker login使用者註冊認證，本地儲存在~/.docker/config.json，每個節點不一定都存在，使用cm方式掛載到該路徑

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

​ （h）也可以使用docker in docker 好處是生命週期和agent pod一致，缺點是問題排查難度變大

注：使用docker的多階段編譯製作映象，可以將（4）的go build過程放在（5）build image中構建，一個build階段完成

（8）agent pod與k8s api server互動-專案部署到k8s叢集時：

​ （a）使用kubectl，當前只存在master節點中，需要在worker節點使用，為了不汙染worker節點，使用容器化方式，讓k8s去管理

​ （b）k8s叢集外kubectl與k8s api server互動，客戶端證書TLS雙向認證，需要useraccount配置資訊，客戶端儲存在~/.kube/config，可以將憑證以cm/pvc方式掛載進去，api server地址一般設定為叢集地址或本地代理地址進行解耦

​ （c）k8s叢集內pod可以透過ServiceAccount與k8s api server進行互動，ServiceAccount會建立對應secret自動掛載到pod檔案系統中：/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount ，包含有token資訊，為通訊憑證

​ （d）配置的ServiceAccount具有對叢集中core所有資源，deployment，ingress的所有操作許可權，獲取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外掛進行配置token與k8s api server叢集內部地址，自動配置並使用上下文，實現叢集內kubectl 與k8s api server互動

​ （f）kubernetes 外掛pod模板新增容器，映象： registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/mydlq/kubectl:1.15.3，上傳到harbor

​ （g）容器啟動程式：/bin/sh -c cat，防止容器程式關閉

（9）pipline測試指令碼：

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

timeout(time: 900, unit: 'SECONDS') {
    podTemplate(label: label,cloud: 'kubernetes' ){
        node (label) {
            stage('Git階段'){
                sh '''echo "開始拉取程式碼"
                     echo "拉取程式碼完成"'''
            }
            stage('Build階段'){
                container('golang') {  
                    sh '''echo "構建開始"
                          id
                          go version
                          echo "構建完成"'''
                }
            }
            stage('Docker階段'){
                sh '''echo "建立映象開始"
                     id
                     docker images
                     echo "建立映象完成"'''
            }
            stage('Kubernetes 階段'){
                container('kubectl') {
                    withKubeConfig([credentialsId: credential,serverUrl: "https://kubernetes.default.svc.cluster.local"]) {
                        sh '''echo "k8s部署開始"
                              id
                              kubectl get nodes
                              kubectl get pods
                              echo "k8s部署完成"'''
                    }
                }
            }
        }
    }
}

注：jenkins全域性變數會自動注入到容器環境變數中，每個容器都可以獲取使用

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