基于Kubernetes构建企业Jenkins master/slave CI/CD平台
搭建平台目的：
k8s中搭建jenkins master/slave架构，解决单jenkins执行效率低，资源不足等问题（jenkins master 调度任务到 slave上，并发执行任务，提升任务执行的效率）
CI/CD环境特点：
Slave弹性伸缩
基于镜像隔离构建环境
流水线发布，易维护
一、环境准备
| 服务名 | 地址 | 版本 |
| k8s-master | 10.48.14.100 | v1.22.3 |
| k8s-node1 | 10.48.14.50 | v1.22.3 |
| k8s-node2 | 10.48.14.51 | v1.22.3 |
| gogs代码仓库 | 10.48.14.50:30080 | |
| harbor镜像仓库 | 10.48.14.50:8888 | v1.8.1 |
使用gogs作为代码仓库，harbor作为镜像仓库：搭建参考（https://www.cnblogs.com/cfzy/p/16049885.html）
二、了解发布流程
1.蓝绿发布
项目逻辑上分为AB组，在项目升级时，首先把A组从负 载均衡中摘除，进行新版本的部署。
B组仍然继续提供 服务。A组升级完成上线，B组从负载均衡中摘除。 特点：
策略简单
升级/回滚速度快
用户无感知，平滑过渡
缺点：
需要两倍以上服务器资源
短时间内浪费一定资源成本
2.灰度发布
灰度发布：
只升级部分服务，即让一部分用户继续用 老版本，一部分用户开始用新版本，如果用户对新版 本没有什么意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都 迁移到新版本上面来。
特点：
保证整体系统稳定性
用户无感知，平滑过渡
缺点：
自动化要求高
k8s中的落地方式
3.滚动发布
滚动发布：
每次只升级一个或多个服务，升级完成 后加入生产环境，不断执行这个过程，直到集群中 的全部旧版升级新版本。
特点：
用户无感知，平滑过渡 缺点：
部署周期长
发布策略较复杂
不易回滚
三、在Kubernetes中部署Jenkins
3.1 部署jenkins
创建动态PVC：为Jenkins提供持久化存储（因为之前创建了NFS作为后端存储的PVC"managed-nfs-storage"，所以直接拿来用了）
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: jenkins
spec:
storageClassName: "managed-nfs-storage"
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 5Gi
kubectl apply -f pvc.yml
创建deploy资源运行Jenkins服务：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: jenkins
labels:
name: jenkins
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
name: jenkins
template:
metadata:
name: jenkins
labels:
name: jenkins
spec:
serviceAccountName: jenkins
containers:
- name: jenkins
image: jenkins/jenkins:lts-jdk11
ports:
- containerPort: 8080
- containerPort: 50000
resources:
limits:
cpu: 2
memory: 2Gi
requests:
cpu: 1
memory: 1Gi
env:
- name: TZ
value: Asia/Shanghai
- name: LIMITS_MEMORY
valueFrom:
resourceFieldRef:
resource: limits.memory
divisor: 1Mi
volumeMounts:
- name: jenkins-home
mountPath: /var/jenkins_home
securityContext:
fsGroup: 1000
volumes:
- name: jenkins-home
persistentVolumeClaim:
claimName: jenkins
kubectl apply -f deployment.yml
创建名为Jenkins的SA，并授权：
# 创建名为jenkins的ServiceAccount
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: jenkins ---
# 创建名为jenkins的Role，授予允许管理API组的资源Pod
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: jenkins
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"] ---
# 将名为jenkins的Role绑定到名为jenkins的ServiceAccount
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: jenkins
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Role
name: jenkins
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: jenkins
kubectl apply -f rbac.yaml
暴露Jenkins服务端口：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: jenkins
spec:
selector:
name: jenkins
type: NodePort
ports:
-
name: http
port: 80
targetPort: 8080
protocol: TCP
nodePort: 30006
-
name: agent
port: 50000
protocol: TCP
targetPort: 50000
kubectl apply -f service.yml
为Jenkins的URL设置域名访问：
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: jenkins
annotations:
kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"
kubernetes.io/tls-acme: "true"
nginx.ingress.kubernetes.io/client_max_body_size: 100m
nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: 50m
nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-request-buffering: "off"
spec:
rules:
- host: jenkins.test.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: jenkins
port:
number: 80
kubectl apply -f ingress.yml
在host文件添加dns记录
访问jenkins：jenkins.test.com
登录页面，安装推荐插件，如果安装失败就更换成国内源地址
3.2 配置jenkins下载插件地址，并安装必要插件
cd $jenkins_home/
sed -i 's#https://updates.jenkins.io/update-center.json#http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/jenkins/updates/update-center.json#g' hudson.model.UpdateCenter.xml
cd $jenkins_home/updates
替换插件源地址：
sed -i 's#https://updates.jenkins.io/download#http://mirrors.aliyun.com/jenkins#g' default.json
替换谷歌地址：
sed -i 's#http://www.google.com#http://www.baidu.com#g' default.json 安装插件：Git/Git Parameter/Pipeline/Kubernetes/Kubernetes Continuous Deploy/Config File Provider
Kubernetes Continuous Deploy： 用于将资源配置部署到Kubernetes（该插件在构建过程中报错，所以被我弃用了）
Config File Provider：用于存储kubectl用于连接k8s集群的kubeconfig配置文件
3.3 Jenkins在K8S中动态创建代理
3.3.1 配置Kubernetes plugin
Jenkins页面配置k8s集群信息：系统管理——系统配置——Cloud——配置集群
注意：这个是最重要的一个配置，决定整个安装的成败，"kubernetes地址" 用"https://kubernetes.default"或者"https://k8s集群主节点的ip+端口"，
然后点击"连接测试"，连接成功会出现k8s版本号。
为什么连k8s不需要凭证：jenkins是在k8s内部搭建的，所以不需要k8s凭证，如果是在外部搭建的就需要添加k8s凭证
jenkins地址： kubectl get svc #查看jenkins的端口
jenkins通道：这个参数是Jenkins Master和Jenkins Slave之间通信必须配置的，kubectl get svc #查看ip和端口
3.3.2 构建Jenkins—slave镜像（Dockerfile）
#jenkins 官方有jenkins-slave 制作好的镜像，可以直接 docker pull jenkins/jnlp-slave 下载到本地并上传本地私有镜像厂库。官方的镜像好处就是不需要再单独安装maven,kubectl 这样的命令了，可以直接使用。
可能还需要安装gradle，jdk等，所以我们自己制作镜像，构建镜像所需要的文件：
#在https://github.com/fxkjnj/kubernetes/tree/main/jenkins-for_kubernetes/jenkins-slave 目录下
Dockerfile文件如下：
FROM centos:7
MAINTAINER liang
ENV JAVA_HOME=/usr/local/java
ENV PATH=$JAVA_HOME/bin:/usr/local/gradle/bin:$PATH
RUN yum install -y maven curl git libtool-ltdl-devel && \
yum clean all && \
rm -rf /var/cache/yum/* && \
mkdir -p /usr/share/jenkins
COPY jdk-11.0.9 /usr/local/java
COPY gradle6.4 /usr/local/gradle
COPY slave.jar /usr/share/jenkins/slave.jar
COPY jenkins-slave /usr/bin/jenkins-slave
COPY settings.xml /etc/maven/settings.xml
RUN chmod +x /usr/bin/jenkins-slave
COPY kubectl /usr/bin
ENTRYPOINT ["jenkins-slave"]
jenkins-slave：shell脚本，用于启动slave.jar
settings.xml： 修改maven官方源为阿里云源
slave.jar: agent程序，接收master下发的任务
kubectl： 让jenkins-slave可以执行kubectl命令，cp /usr/bin/kubectl ./
构建dockerfile，生成slave-agent镜像
docker build -t jenkins-slave-jdk:11 .
上传到harbor仓库
docker tag jenkins-slave-jdk:11 10.48.14.50:8888/library/jenkins-slave-jdk:11
docker login -u admin 10.48.14.50:8888
docker push 10.48.14.50:8888/library/jenkins-slave-jdk:11
3.3.3 创建一个流水线任务，测试jenkins-slave功能（在k8s中动态创建代理）
创建流水线任务 "test"
编写pipeline测试脚本（声明式脚本）
需要注意的是，spec中定义containers名字一定要写jnlp
pipeline {
agent {
kubernetes {
label "jenkins-slave"
yaml """
kind: Pod
metadata:
name: jenkins-slave
spec:
containers:
- name: jnlp
image: "10.48.14.50:8888/library/jenkins-slave-jdk:11"
"""
}
}
stages {
stage('测试'){
steps {
sh """
echo hello
"""
}
}
}
}
保存，然后构建任务，查看日志信息
测试完成，功能正常。
在构建的时候，k8s集群default命名空间下，会临时启动一个pod(jenkins-slave-dr835-dh9dz)，这个pod就是jenkins动态创建的代理，
用于执行jenkins-master下发的构建任务，当jenkins构建完成后，这个pod自动销毁
四、Jenkins在K8S中持续部署（完整流程）
4.1 持续集成和持续部署流程
持续集成CI：提交代码——代码构建——可部署的包——打包镜像——推送镜像仓库
持续部署CD：kubectl命令行/yaml文件——创建资源——暴露应用——更新镜像/回滚/扩容——删除资源 jenkins在k8s中持续集成部署流程
拉取代码：git checkout
代码编译：mvn clean
构建镜像并推送远程仓库
部署到K8S
开发测试
用kubectl命令行持续部署
1、创建资源（deployment）
kubectl create deployment tomcat --image=tomcat:v1
kubectl get pods,deploy
2、发布服务（service）
kubectl expose deployment tomcat --port=80 --target-port=8080 --name=tomcat-service --type=NodePort
--port 集群内部访问的service端口，即通过clusterIP:port可以访问到某个service
--target-port 是pod的端口，从port和nodeport来的流量经过kube-proxy流入到后端pod的targetport上，最后进入容器
nodeport：外部访问k8s集群中service的端口，如果不定义端口号会默认分配一个
containerport：是pod内部容器的端口，targetport映射到containerport（一般在deployment中设置）
kubectl get service 3、升级
kubectl set image deployment tomcat 容器名称=tomcat:v2 --record=true
#查看升级状态
kubectl rollout status deployment/tomcat 4、扩容缩容
kubectl scale deployment tomcat --replicas=10 5、回滚
kubectl rollout history deployment/tomcat #查看版本发布历史
kubectl rollout undo deployment/tomcat #回滚到上一版本
kubectl rollout undo deployment/tomcat --to-revision=2 #回滚到指定版本 6、删除
kubectl delete deployment/tomcat #删除deployment资源
kubectl delete service/tomcat-service #删除service资源
4.2 分步生成CI/CDpipeline语法
4.2.1 拉取代码（git checkout）
添加凭证（git仓库、harbor仓库）：系统管理——凭据配置——新增harbor、git仓库的用户名/密码
用pipeline语法生成器，生成拉取代码步骤的pipeline语法：
根据自己的代码仓库信息填写，然后点击生成流水线脚本，就有了拉取代码的脚本语法：（credentialsID、URL等信息可以定义成变量传输）
checkout([$class: 'GitSCM', branches: [[name: '*/master']], extensions: [], userRemoteConfigs: [[credentialsId: 'a5ec87ae-87a1-418e-aa49-53c4aedcd261', url: 'http://10.48.14.100:30080/001/java-demo.git']]])
4.2.2 代码编译
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
4.2.3 构建镜像
制作一个tomcat镜像，因为java服务要跑着tomcat中：下载安装包apache-tomcat-8.5.34.tar.gz，并编写Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER liang
ENV VERSION=8.5.34
RUN yum install -y java-1.8.0-openjdk wget curl unzip iproute net-tools && \
yum clean all && \
rm -rf /var/cache/yum/*
COPY apache-tomcat-${VERSION}.tar.gz /
RUN tar -zxf apache-tomcat-${VERSION}.tar.gz && \
mv apache-tomcat-${VERSION} /usr/local/tomcat && \
rm -rf apache-tomcat-${VERSION}.tar.gz /usr/local/tomcat/webapps/* && \
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test && \
echo "ok" > /usr/local/tomcat/webapps/test/status.html && \
sed -i '1a JAVA_OPTS="-Djava.security.edg=file:/dev/./urandom"' /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh && \
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
ENV PATH $PATH:/usr/local/tomcat/bin
WORKDIR /usr/local/tomcat
EXPOSE 8080
CMD ["catalina.sh","run"]
构建镜像，并上传镜像到harbor仓库
docker build -t tomcat:v1 .
docker tag tomcat:v1 10.48.14.50:8888/library/tomcat:v1
docker login -u admin 10.48.14.50:8888
docker push 10.48.14.50:8888/library/tomcat:v1
以tomcat:v1为基础镜像，构建项目镜像，并上传到harbor仓库
FROM 10.48.14.50:8888/library/tomcat:v1
LABEL maitainer lizhenliang
RUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*
ADD target/*.war /usr/local/tomcat/webapps/ROOT.war
docker build -t 10.48.14.50:8888/dev/java-demo:v1 .
docker login -u admin 10.48.14.50:8888
docker push 10.48.14.50:8888/dev/java-demo:v1
通过credential插件生成ID号来隐藏harbor用户名密码，生成pipeline语法：
pipeline中构建镜像并上传到harbor仓库：
#其中涉及的变量可以pipeline中定义
stage('构建镜像'){
steps {
withCredentials([usernamePassword(credentialsId: "${docker_registry_auth}", passwordVariable: 'password', usernameVariable: 'username')]) {
sh """
echo '
FROM ${registry}/library/tomcat:v1
MAINTAINER liang
RUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*
ADD target/*.war /usr/local/tomcat/webapps/ROOT.war
' > Dockerfile
docker build -t ${image_name} .
docker login -u ${username} -p '${password}' ${registry}
docker push ${image_name}
"""
}
}
}
4.2.4 部署服务到k8s
在k8s中为用户admin授权，生成kubeconfig文件。或者直接复制/root/.kube/config（这是一个kubeconfig文件）
Jenkins-slave镜像已经有kubectl命令，只需要kubeconfig就可以连接k8s集群
把生成的kubeconfig文件放到Jenkins中：需要安装Config File Provider插件，在Mansged files中配置
Manage Jenkins -> Managed files -> Add a new Config -> Custom file（自定义文件）
将生成的kubeconfig文件内容复制进去，复制ID号，在pipeline脚本定义变量：def k8s_auth = "ID号"
用pipeline语法生成器，生成部署资源到k8s的pipeline语法：其中Target参数可以自定义
pipeline中部署资源到k8s：
stage('部署到K8S平台'){
steps {
configFileProvider([configFile(fileId: "${k8s_auth}", targetLocation: 'admin.kubeconfig')]) {
sh """
kubectl apply -f deploy.yaml -n ${Namespace} --kubeconfig=admin.kubeconfig
sleep 10
kubectl get pod -n ${Namespace} --kubeconfig=admin.kubeconfig
"""
}
}
}
4.3 编写创建项目资源的deploy文件
项目是使用Jenkins在Kubernetes中持续部署一个无状态的tomcat pod应用；涉及到deployment控制器 以及采用NodePort 的方式去访问pod
deploy.yaml文件必须和项目代码在同一个路径下（否则kubectl无法指定yaml文件就无法创建pod），所以编写完yaml后，上传到项目仓库中
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
name: java-demo
name: java-demo
namespace: NS
spec:
replicas: RSCOUNT
selector:
matchLabels:
name: java-demo
template:
metadata:
labels:
name: java-demo
spec:
imagePullSecrets:
- name: SECRET_NAME
containers:
- image: IMAGE_NAME
name: java-demo --- apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
namespace: NS
labels:
name: java-demo
name: java-demo
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 8080
selector:
name: java-demo
4.4 定义环境变量，进行参数化构建，以及一些脚本优化
4.4.1 对jenkins-slave创建pod进行优化
每次maven 打包会产生依赖的库文件，为了加快每次编译打包的速度，我们可以创建一个pvc或挂载目录，用来存储maven每次打包产生的依赖文件。
以及我们需要将 k8s 集群 node 主机上的docker 命令挂载到Pod 中，用于镜像的打包 ，推送，修改后的jenkins-salve如下：
kubernetes {
label "jenkins-slave"
yaml """
kind: Pod
metadata:
name: jenkins-slave
spec:
containers:
- name: jnlp
image: "10.48.14.50:8888/library/jenkins-slave-jdk:11"
imagePullPolicy: Always
env:
- name: TZ
value: Asia/Shanghai
volumeMounts:
- name: docker-cmd
mountPath: /usr/bin/docker
- name: docker-sock
mountPath: /var/run/docker.sock
- name: maven-cache
mountPath: /root/.m2
- name: gradle-cache
mountPath: /root/.gradle
volumes:
- name: docker-cmd
hostPath:
path: /usr/bin/docker
- name: docker-sock
hostPath:
path: /var/run/docker.sock
- name: maven-cache
hostPath:
path: /tmp/m2
- name: gradle-cache
hostPath:
path: /tmp/gradle
"""
4.4.2 创建一个登录harbor仓库的secret凭证（部署项目的yaml文件要从harbor拉取镜像需要认证）
kubectl create secret docker-registry registrypullauth --docker-username=admin --docker-password=Harbor12345 --docker-server=10.48.14.50:8888
4.4.3 定义环境变量，修改项目的deploy.yaml文件，进行参数化构建
定义环境变量，在pipeline语法中引用变量：
def registry = "10.48.14.50:8888" #harbor仓库地址
def project = "dev" #harbor存放镜像的仓库名
def app_name = "java-demo" #项目名
def image_name = "${registry}/${project}/${app_name}:${BUILD_NUMBER}" #编译打包成的镜像名
def git_address = "http://10.48.14.100:30080/001/java-demo.git"
// 认证
def secret_name = "registrypullauth" #harbor用户名密码生成的secret
def docker_registry_auth = "b07ed5ba-e191-4688-9ed2-623f4753781c" #harbor用户密码生成的id
def git_auth = "a5ec87ae-87a1-418e-aa49-53c4aedcd261"
def k8s_auth = "3cd3f414-a0e2-4bc0-8808-78c64e6ad7d2"
def JAVA_OPTS = "-Xms128m -Xmx256m -Dfile.encoding=UTF8 -Duser.timezone=GMT+08 -Dspring.profiles.active=test"
参数化构建过程中，交互内容：
代码分支（prod，dev，test）
副本数（1,3,5,7）
命名空间（prod，dev，test）
修改项目的deploy.yaml文件，替换成参数变量：
sed -i 's#IMAGE_NAME#${image_name}#' deploy.yaml
sed -i 's#SECRET_NAME#${secret_name}#' deploy.yaml
sed -i 's#RSCOUNT#${ReplicaCount}#' deploy.yaml
sed -i 's#NS#${Namespace}#' deploy.yaml
指定kubeconfig，运行项目pod
kubectl apply -f deploy.yaml -n ${Namespace} --kubeconfig=admin.kubeconfig
4.5 完整的pipeline脚本
def registry = "10.48.14.50:8888"
// 项目
def project = "dev"
def app_name = "java-demo"
def image_name = "${registry}/${project}/${app_name}:${BUILD_NUMBER}"
def git_address = "http://10.48.14.100:30080/001/java-demo.git"
// 认证
def secret_name = "registrypullauth"
def docker_registry_auth = "b07ed5ba-e191-4688-9ed2-623f4753781c"
def git_auth = "a5ec87ae-87a1-418e-aa49-53c4aedcd261"
def k8s_auth = "3cd3f414-a0e2-4bc0-8808-78c64e6ad7d2"
def JAVA_OPTS = "-Xms128m -Xmx256m -Dfile.encoding=UTF8 -Duser.timezone=GMT+08 -Dspring.profiles.active=test" pipeline {
agent {
kubernetes {
label "jenkins-slave"
yaml """
kind: Pod
metadata:
name: jenkins-slave
spec:
containers:
- name: jnlp
image: "${registry}/library/jenkins-slave-jdk:11"
imagePullPolicy: Always
env:
- name: TZ
value: Asia/Shanghai
volumeMounts:
- name: docker-cmd
mountPath: /usr/bin/docker
- name: docker-sock
mountPath: /var/run/docker.sock
- name: gradle-cache
mountPath: /root/.gradle
- name: maven-cache
mountPath: /root/.m2
volumes:
- name: docker-cmd
hostPath:
path: /usr/bin/docker
- name: docker-sock
hostPath:
path: /var/run/docker.sock
- name: gradle-cache
hostPath:
path: /tmp/gradle
- name: maven-cache
hostPath:
path: /tmp/m2
"""
}
}
parameters {
choice (choices: ['1', '3', '5', '7'], description: '副本数', name: 'ReplicaCount')
choice (choices: ['dev','test','prod','default'], description: '命名空间', name: 'Namespace')
}
stages {
stage('拉取代码'){
steps {
checkout([$class: 'GitSCM',
branches: [[name: "${params.Branch}"]],
doGenerateSubmoduleConfigurations: false,
extensions: [], submoduleCfg: [],
userRemoteConfigs: [[credentialsId: "${git_auth}", url: "${git_address}"]]
])
}
} stage('代码编译'){
steps {
sh """
pwd
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
"""
}
} stage('构建镜像'){
steps {
withCredentials([usernamePassword(credentialsId: "${docker_registry_auth}", passwordVariable: 'password', usernameVariable: 'username')]) {
sh """
echo '
FROM ${registry}/library/tomcat:v1
LABEL maitainer lizhenliang
RUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*
ADD target/*.war /usr/local/tomcat/webapps/ROOT.war
' > Dockerfile
docker build -t ${image_name} .
docker login -u ${username} -p '${password}' ${registry}
docker push ${image_name}
"""
}
}
}
stage('部署到K8S平台'){
steps {
configFileProvider([configFile(fileId: "${k8s_auth}", targetLocation: 'admin.kubeconfig')]) {
sh """
pwd
ls
sed -i 's#IMAGE_NAME#${image_name}#' deploy.yaml
sed -i 's#SECRET_NAME#${secret_name}#' deploy.yaml
sed -i 's#RSCOUNT#${ReplicaCount}#' deploy.yaml
sed -i 's#NS#${Namespace}#' deploy.yaml
kubectl apply -f deploy.yaml -n ${Namespace} --kubeconfig=admin.kubeconfig
sleep 10
kubectl get pod -n ${Namespace} --kubeconfig=admin.kubeconfig
"""
}
}
}
}
}
4.6 构建项目，查询日志
查看构建过程和日志
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