# 基于Jenkins 的CI/CD（一） ## 介绍 本文将讨论和探索两个令人惊奇和相当有趣的技术。一个是Jenkins，一个流行的持续集成/发布的工具，另一个是Kubernetes，一个流行的容器编排引擎。 持续构建与发布是我们日常工作中必不可少的一个步骤，目前大多公司都采用 Jenkins 集群来搭建符合需求的 CI/CD 流程，然而传统的 Jenkins Slave 一主多从方式会存在一些痛点，比如：主 Master 发生单点故障时，整个流程都不可用了；每个 Slave 的配置环境不一样，来完成不同语言的编译打包等操作，但是这些差异化的配置导致管理起来非常不方便，维护起来也是比较费劲；资源分配不均衡，有的 Slave 要运行的 job 出现排队等待，而有的 Slave 处于空闲状态；最后资源有浪费，每台 Slave 可能是实体机或者 VM，当 Slave 处于空闲状态时，也不会完全释放掉资源。 提到基于Kubernete的CI/CD，可以使用的工具有很多，比如Jenkins、Gitlab CI已经新兴的drone之类的，我们这里会使用大家最为熟悉的Jenins来做CI/CD的工具。 ## 优点 Jenkins 安装完成了，接下来我们不用急着就去使用，我们要了解下在 Kubernetes 环境下面使用 Jenkins 有什么好处。 我们知道持续构建与发布是我们日常工作中必不可少的一个步骤，目前大多公司都采用 Jenkins 集群来搭建符合需求的 CI/CD 流程，然而传统的 Jenkins Slave 一主多从方式会存在一些痛点，比如： * 主 Master 发生单点故障时，整个流程都不可用了 * 每个 Slave 的配置环境不一样，来完成不同语言的编译打包等操作，但是这些差异化的配置导致管理起来非常不方便，维护起来也是比较费劲 * 资源分配不均衡，有的 Slave 要运行的 job 出现排队等待，而有的 Slave 处于空闲状态 * 资源有浪费，每台 Slave 可能是物理机或者虚拟机，当 Slave 处于空闲状态时，也不会完全释放掉资源。 正因为上面的这些种种痛点，我们渴望一种更高效更可靠的方式来完成这个 CI/CD 流程，而 Docker 虚拟化容器技术能很好的解决这个痛点，又特别是在 Kubernetes 集群环境下面能够更好来解决上面的问题，下图是基于 Kubernetes 搭建 Jenkins 集群的简单示意图  从图上可以看到 Jenkins Master 和 Jenkins Slave 以 Pod 形式运行在 Kubernetes 集群的 Node 上，Master 运行在其中一个节点，并且将其配置数据存储到一个 Volume 上去，Slave 运行在各个节点上，并且它不是一直处于运行状态，它会按照需求动态的创建并自动删除。 这种方式的工作流程大致为：当 Jenkins Master 接受到 Build 请求时，会根据配置的 Label 动态创建一个运行在 Pod 中的 Jenkins Slave 并注册到 Master 上，当运行完 Job 后，这个 Slave 会被注销并且这个 Pod 也会自动删除，恢复到最初状态。 那么我们使用这种方式带来了哪些好处呢？ * 服务高可用，当 Jenkins Master 出现故障时，Kubernetes 会自动创建一个新的 Jenkins Master 容器，并且将 Volume 分配给新创建的容器，保证数据不丢失，从而达到集群服务高可用。 * 动态伸缩，合理使用资源，每次运行 Job 时，会自动创建一个 Jenkins Slave，Job 完成后，Slave 自动注销并删除容器，资源自动释放，而且 Kubernetes 会根据每个资源的使用情况，动态分配 Slave 到空闲的节点上创建，降低出现因某节点资源利用率高，还排队等待在该节点的情况。 * 扩展性好，当 Kubernetes 集群的资源严重不足而导致 Job 排队等待时，可以很容易的添加一个 Kubernetes Node 到集群中，从而实现扩展。 是不是以前我们面临的种种问题在 Kubernetes 集群环境下面是不是都没有了啊？看上去非常完美。 ### 安装 听我们课程的大部分同学应该都或多或少的听说过Jenkins，我们这里就不再去详细讲述什么是 Jenkins 了，直接进入正题，后面我们会单独的关于 Jenkins 的学习课程，想更加深入学习的同学也可以关注下。既然要基于Kubernetes来做CI/CD，当然我们这里需要将 Jenkins 安装到 Kubernetes 集群当中，新建一个 Deployment：(jenkins-deployment.yaml) --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: jenkins2 namespace: kube-ops spec: template: metadata: labels: app: jenkins2 spec: terminationGracePeriodSeconds: 10 serviceAccountName: jenkins2 containers: - name: jenkins image: jenkins/jenkins:lts imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - containerPort: 8080 name: web protocol: TCP - containerPort: 50000 name: agent protocol: TCP resources: limits: cpu: 2000m memory: 4Gi requests: cpu: 1000m memory: 2Gi livenessProbe: httpGet: path: /login port: 8080 initialDelaySeconds: 60 timeoutSeconds: 5 failureThreshold: 12 readinessProbe: httpGet: path: /login port: 8080 initialDelaySeconds: 60 timeoutSeconds: 5 failureThreshold: 12 volumeMounts: - name: jenkinshome subPath: jenkins2 mountPath: /var/jenkins_home env: - name: LIMITS_MEMORY valueFrom: resourceFieldRef: resource: limits.memory divisor: 1Mi - name: JAVA_OPTS value: -Xmx$(LIMITS_MEMORY)m -XshowSettings:vm -Dhudson.slaves.NodeProvisioner.initialDelay=0 -Dhudson.slaves.NodeProvisioner.MARGIN=50 -Dhudson.slaves.NodeProvisioner.MARGIN0=0.85 -Duser.timezone=Asia/Shanghai securityContext: fsGroup: 1000 volumes: - name: jenkinshome persistentVolumeClaim: claimName: opspvc --- apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: jenkins2 namespace: kube-ops labels: app: jenkins2 spec: selector: app: jenkins2 ports: - name: web port: 8080 targetPort: web - name: agent port: 50000 targetPort: agent 为了方便演示，我们把本节课所有的对象资源都放置在一个名为 kube-ops 的 namespace 下面，所以我们需要添加创建一个 namespace： kubectl create namespace kube-ops 我们这里使用一个名为 jenkins/jenkins:lts 的镜像，这是 jenkins 官方的 Docker 镜像，然后也有一些环境变量，当然我们也可以根据自己的需求来定制一个镜像，比如我们可以将一些插件打包在自定义的镜像当中，可以参考文档：https://github.com/jenkinsci/docker，我们这里使用默认的官方镜像就行，另外一个还需要注意的是我们将容器的 /var/jenkins_home 目录挂载到了一个名为 opspvc 的 PVC 对象上面，所以我们同样还得提前创建一个对应的 PVC 对象，当然我们也可以使用我们前面的 StorageClass 对象来自动创建：(jenkins-pvc.yaml) apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: opspv spec: capacity: storage: 200Gi accessModes: - ReadWriteMany persistentVolumeReclaimPolicy: Delete nfs: server: 10.34.11.12 path: /opt/nfs --- kind: PersistentVolumeClaim apiVersion: v1 metadata: name: opspvc namespace: kube-ops spec: accessModes: - ReadWriteMany resources: requests: storage: 200Gi 创建需要用到的 PVC 对象 $ kubectl create -f jenkins-pvc.yaml 另外我们这里还需要使用到一个拥有相关权限的 serviceAccount：jenkins2，我们这里只是给 jenkins 赋予了一些必要的权限，当然如果你对 serviceAccount 的权限不是很熟悉的话，我们给这个 sa 绑定一个 cluster-admin 的集群角色权限也是可以的，当然这样具有一定的安全风险：（jenkins-rbac.yaml） apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata: name: jenkins2 namespace: kube-ops --- kind: Role apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1 metadata: name: jenkins2 namespace: kube-ops rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["create","delete","get","list","patch","update","watch"] - apiGroups: [""] resources: ["pods/exec"] verbs: ["create","delete","get","list","patch","update","watch"] - apiGroups: [""] resources: ["pods/log"] verbs: ["get","list","watch"] - apiGroups: [""] resources: ["secrets"] verbs: ["get"] --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1 kind: RoleBinding metadata: name: jenkins2 namespace: kube-ops roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: Role name: jenkins2 subjects: - kind: ServiceAccount name: jenkins2 namespace: kube-ops 创建 rbac 相关的资源对象： $ kubectl create -f jenkins-rbac.yaml 最后为了方便我们测试，我们这里通过 ingress的形式来访问Jenkins 的 web 服务，Jenkins 服务端口为8080，50000 端口为agent，这个端口主要是用于 Jenkins 的 master 和 slave 之间通信使用的。(jenkins-ingress.yaml) apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: jenkins-ingress namespace: kube-ops annotations: kubernetes.io/ingress.class: "nginx" spec: rules: - host: jenkins-k8s.jiedai361.com http: paths: - backend: serviceName: jenkins2 servicePort: 8080 一切准备的资源准备好过后，我们直接创建 Jenkins 服务： kubectl create -f jenkins-deployment.yaml 最后创建ingress 路由服务 kubectl apply -f jenkins-ingress.yaml 创建完成后，要去拉取镜像可能需要等待一会儿，然后我们查看下 Pod 的状态： # kubectl get pods -n kube-ops NAME READY STATUS RESTARTS AGE jenkins2-58df5d8fdc-w9xqh 1/1 Running 0 7d 等到服务启动成功后，我们就可以根据ingress 服务域名（jenkins-k8s.jiedai361.com）就可以访问 jenkins 服务了，可以根据提示信息进行安装配置即可：  初始化的密码我们可以在 jenkins 的容器的日志中进行查看，也可以直接在 nfs 的共享数据目录中查看 cat /opt/nfs/jenkins2/secret/initAdminPassword 然后选择安装推荐的插件即可。  安装完成后添加管理员帐号即可进入到 jenkins 主界面： jenkins home  ## 配置 接下来我们就需要来配置 Jenkins，让他能够动态的生成 Slave 的 Pod jenkins依赖插件清单 - kubernetes - managed scripts **第1步**. 我们需要安装kubernetes plugin， 点击 Manage Jenkins -> Manage Plugins -> Available -> Kubernetes plugin 勾选安装即可。 kubernetes plugin  **第2步**. 安装完毕后，点击 Manage Jenkins —> Configure System —> (拖到最下方)Add a new cloud —> 选择 Kubernetes，然后填写 Kubernetes 和 Jenkins 配置信息。  注意 namespace，我们这里填 kube-ops，然后点击Test Connection，如果出现 Connection test successful 的提示信息证明 Jenkins 已经可以和 Kubernetes 系统正常通信了，然后下方的 Jenkins URL 地址：http://jenkins2.kube-ops.svc.cluster.local:8080，这里的格式为：服务名.namespace.svc.cluster.local:8080，根据上面创建的jenkins 的服务名填写，我这里是之前创建的名为jenkins，如果是用上面我们创建的就应该是jenkins2 **第3步.** 配置 Pod Template，其实就是配置 Jenkins Slave 运行的 Pod 模板，命名空间我们同样是用 kube-ops，Labels 这里也非常重要，对于后面执行 Job 的时候需要用到该值，然后我们这里使用的是 cnych/jenkins:jnlp 这个镜像，这个镜像是在官方的 jnlp 镜像基础上定制的，加入了 kubectl 等一些实用的工具。  另外需要注意我们这里需要在下面挂载一个主机目录，一个是 /var/run/docker.sock，该文件是用于 Pod 中的容器能够共享宿主机的 Docker，这就是大家说的 docker in docker 的方式，Docker 二进制文件我们已经打包到上面的镜像中了。如果在slave agent中想要访问kubernetes 集群中其他资源，我们还需要绑定之前创建的Service Account 账号:jenkins2  另外还有几个参数需要注意，如下图中的Time in minutes to retain slave when idle，这个参数表示的意思是当处于空闲状态的时候保留 Slave Pod 多长时间，这个参数最好我们保存默认就行了，如果你设置过大的话，Job 任务执行完成后，对应的 Slave Pod 就不会立即被销毁删除。 到这里我们的 Kubernetes Plugin 插件就算配置完成了。 ## 测试 Kubernetes 插件的配置工作完成了，接下来我们就来添加一个 Job 任务，看是否能够在 Slave Pod 中执行，任务执行完成后看 Pod 是否会被销毁 在 Jenkins 首页点击create new jobs，创建一个测试的任务，输入任务名称，然后我们选择 Freestyle project 类型的任务： jenkins demo  注意在下面的 Label Expression 这里要填入haimaxy-jnlp，就是前面我们配置的 Slave Pod 中的 Label，这两个地方必须保持一致  然后往下拉，在 Build 区域选择Execute shell  然后输入我们测试命令 echo "测试 Kubernetes 动态生成 jenkins slave" echo "==============docker in docker===========" docker info echo "=============kubectl=============" kubectl get pods -n kube-system 最后点击保存  现在我们直接在页面点击做成的 Build now 触发构建即可，然后观察 Kubernetes 集群中 Pod 的变化 $ kubectl get pods -n kube-ops NAME READY STATUS RESTARTS AGE jenkins2-7c85b6f4bd-rfqgv 1/1 Running 3 1d jnlp-hfmvd 0/1 ContainerCreating 0 7s 同样也可以查看到对应的控制台信息：  到这里证明我们的任务已经构建完成，然后这个时候我们再去集群查看我们的 Pod 列表，发现 kube-ops 这个 namespace 下面已经没有之前的 Slave 这个 Pod 了。 $ kubectl get pods -n kube-ops NAME READY STATUS RESTARTS AGE jenkins2-7c85b6f4bd-rfqgv 1/1 Running 3 1d 到这里我们就完成了使用 Kubernetes 动态生成 Jenkins Slave 的方法。下节课我们来给大家介绍下怎么在 Jenkins 中来发布我们的 Kubernetes 应用