本文介绍jenkins X(以下简称jx)相关的背景技术。

jenkins X 简介

Jenkins X 是一个高度集成化的CI/CD平台,基于Jenkins和Kubernetes实现,旨在解决微服务体系架构下的云原生应用的持续交付的问题,简化整个云原生应用的开发、运行和部署过程。

jx 基于gitops,将k8s分为preview、staging、production几个环境,

详细的devops可以查看下图:

jx是云原生CICD,devops的一个最佳实践之一,目前在快速的发展成熟中。最近调研了JX,准备写一个jx实践系列,这里为第一篇,介绍jx用到的一些相关组件,作为了解jx的背景知识。

jenkins pipeline

jx使用Jenkins Pipeline来执行CI流程,Jenkins Pipeline是jenkins的一套插件,支持将连续输送Pipeline实施和整合到Jenkins。Pipeline 提供了一组可扩展的工具,用于通过Pipeline DSL为代码创建简单到复杂的传送Pipeline 。

Jenkinsfile pipeline使用Groovy脚本来定义CI流程,来看一个jx生成的实际案例:

  1. pipeline {
  2. agent {
  3. label "jenkins-maven"
  4. }
  5. environment {
  6. ORG = 'jqpeng'
  7. APP_NAME = 'x-nginx'
  8. CHARTMUSEUM_CREDS = credentials('jenkins-x-chartmuseum')
  9. }
  10. stages {
  11. stage('CI Build and push snapshot') {
  12. when {
  13. branch 'PR-*'
  14. }
  15. environment {
  16. PREVIEW_VERSION = "0.0.0-SNAPSHOT-$BRANCH_NAME-$BUILD_NUMBER"
  17. PREVIEW_NAMESPACE = "$APP_NAME-$BRANCH_NAME".toLowerCase()
  18. HELM_RELEASE = "$PREVIEW_NAMESPACE".toLowerCase()
  19. }
  20. steps {
  21. container('maven') {
  22. sh "mvn versions:set -DnewVersion=$PREVIEW_VERSION"
  23. sh "mvn package -DskipTests"
  24. sh 'export VERSION=$PREVIEW_VERSION && skaffold build -f skaffold.yaml'
  25. sh "jx step post build --image $DOCKER_REGISTRY/$ORG/$APP_NAME:$PREVIEW_VERSION"
  26. }
  27. dir ('./charts/preview') {
  28. container('maven') {
  29. sh 'helm init --client-only --stable-repo-url=http://charts.iflyresearch.com/'
  30. sh "make preview"
  31. sh "jx preview --app $APP_NAME --dir ../.."
  32. }
  33. }
  34. }
  35. }
  36. stage('Build Release') {
  37. when {
  38. branch 'master'
  39. }
  40. steps {
  41. container('maven') {
  42. // ensure we're not on a detached head
  43. sh "git checkout master"
  44. sh "git config --global credential.helper store"
  45. sh "jx step git credentials"
  46. // so we can retrieve the version in later steps
  47. sh "echo \$(jx-release-version) > VERSION"
  48. sh "mvn versions:set -DnewVersion=\$(cat VERSION)"
  49. }
  50. dir ('./charts/x-nginx') {
  51. container('maven') {
  52. sh "make tag"
  53. }
  54. }
  55. container('maven') {
  56. sh 'mvn package -DskipTests'
  57. sh 'export VERSION=`cat VERSION` && skaffold build -f skaffold.yaml'
  58. sh "jx step post build --image $DOCKER_REGISTRY/$ORG/$APP_NAME:\$(cat VERSION)"
  59. }
  60. }
  61. }
  62. stage('Promote to Environments') {
  63. when {
  64. branch 'master'
  65. }
  66. steps {
  67. dir ('./charts/x-nginx') {
  68. container('maven') {
  69. sh 'jx step changelog --version v\$(cat ../../VERSION)'
  70. sh 'helm init --client-only --stable-repo-url=http://charts.iflyresearch.com/'
  71. // release the helm chart
  72. sh 'jx step helm release'
  73. // promote through all 'Auto' promotion Environments
  74. sh 'jx promote -b --all-auto --timeout 1h --version \$(cat ../../VERSION)'
  75. }
  76. }
  77. }
  78. }
  79. }
  80. post {
  81. always {
  82. cleanWs()
  83. }
  84. }
  85. }
  • pipeline 定义是一个pipeline
  • environment 定义环境变量
  • stages 定义流程
    • stage('CI Build and push snapshot') 定义子流程

      • when 匹配条件
      • environment 定义子流程环境变量
      • steps 定义流程制定的具体步骤
        • container('maven') 使用maven镜像来构建
        • sh "git checkout master" 在maven镜像执行命令
  • 其余的看字面意思就可以理解了

执行构建后,打开jenkins web页面,可以看到构建pipelines

同时可以查看Blue Ocean页面

helm与charts

Helm是管理Kubernetes charts的工具,charts是预先配置好的安装包资源,有点类似于Ubuntu的APT和CentOS中的yum。

可以使用helm来:

  • 查找并使用已打包为Helm charts的热门应用在Kubernetes中运行
  • 封装并分享自己的应用
  • 创建可重复的Kubernetes应用程序版本
  • 智能管理应用依赖
  • 管理Helm软件包的版本

安装helm

安装helm很简单,下载离线二进制包,加压后加入path即可

  1. wget https://kubernetes-helm.storage.googleapis.com/helm-canary-linux-amd64.tar.gz

helm需要服务端Tiller支持,需要安装到集群中,可以使用下面的命令来安装最新的2.11版本:

  1. helm init --tiller-image anjia0532/kubernetes-helm.tiller:v2.11.0 --skip-refresh

参见:google gcr.io、k8s.gcr.io 国内镜像

helm错误解决

Helm: Error: no available release name found

helm报这个错误 Helm: Error: no available release name found

错误的原因大概是因为 tiller没有正确的角色权限。

执行以下命令可解决这个问题。

  1. kubectl create serviceaccount --namespace kube-system tiller
  2. kubectl create clusterrolebinding tiller-cluster-rule --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:tiller
  3. kubectl patch deploy --namespace kube-system tiller-deploy -p '{"spec":{"template":{"spec":{"serviceAccount":"tiller"}}}}'

charts入门

先来看一个jx生成的charts文件:

  1. tree charts/
  2. charts/
  3. ├── preview
  4.    ├── Chart.yaml
  5.    ├── Makefile
  6.    ├── requirements.yaml
  7.    └── values.yaml
  8. ├── x-nginx
  9.    ├── Chart.yaml
  10.    ├── Makefile
  11.    ├── README.md
  12.    ├── templates
  13.       ├── deployment.yaml
  14.       ├── _helpers.tpl
  15.       ├── NOTES.txt
  16.       └── service.yaml
  17.    └── values.yaml

Chart.yaml

chart文件首先是一个Chart.yaml描述文件,描述chart的基本信息,包含name,version等描述信息

  1. cat charts/x-nginx/Chart.yaml
  2. apiVersion: v1
  3. description: A Helm chart for Kubernetes
  4. icon: https://raw.githubusercontent.com/jenkins-x/jenkins-x-platform/master/images/java.png
  5. name: x-nginx
  6. version: 0.1.0-SNAPSHOT
  7. ~

templates

templates存放的是模板文件,遵循Go template语法,结合values.yaml的数据,可以生成部署到K8S所需的yaml配置文件。

来简单看下deployment.yaml:

  1. apiVersion: extensions/v1beta1
  2. kind: Deployment
  3. metadata:
  4. name: {{ template "fullname" . }}
  5. labels:
  6. draft: {{ default "draft-app" .Values.draft }}
  7. chart: "{{ .Chart.Name }}-{{ .Chart.Version | replace "+" "_" }}"
  8. spec:
  9. replicas: {{ .Values.replicaCount }}
  10. template:
  11. metadata:
  12. labels:
  13. draft: {{ default "draft-app" .Values.draft }}
  14. app: {{ template "fullname" . }}
  15. {{- if .Values.podAnnotations }}
  16. annotations:
  17. {{ toYaml .Values.podAnnotations | indent 8 }}
  18. {{- end }}
  19. spec:
  20. containers:
  21. - name: {{ .Chart.Name }}
  22. image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
  23. imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}
  24. ports:
  25. - containerPort: {{ .Values.service.internalPort }}
  26. terminationGracePeriodSeconds: {{ .Values.terminationGracePeriodSeconds }}

注意,模板遵循Go template语法,都是go生态,可以稍微学习了解下。上面的模板是Deployment的yaml配置文件,大括号包裹起来的部分是Go template,对应的Values是在values.yaml文件中定义的:

  1. # Default values for Maven projects.
  2. # This is a YAML-formatted file.
  3. # Declare variables to be passed into your templates.
  4. replicaCount: 1
  5. image:
  6. repository: draft
  7. tag: dev
  8. pullPolicy: IfNotPresent
  9. service:
  10. name: x-nginx
  11. type: ClusterIP
  12. externalPort: 80
  13. internalPort: 8080
  14. annotations:
  15. fabric8.io/expose: "true"
  16. fabric8.io/ingress.annotations: "kubernetes.io/ingress.class: nginx"
  17. resources:
  18. limits:
  19. cpu: 500m
  20. memory: 512Mi
  21. requests:
  22. cpu: 400m
  23. memory: 512Mi
  24. terminationGracePeriodSeconds: 10

简单学习下常用语法:

  • {{ .Values.replicaCount }} 对应values.yaml中的replicaCount,通过{{ .Values.$varname }} 语法引用
  • {{ default "draft-app" .Values.draft }} 如果draft没有定义,使用默认的"draft-app"
  • {{- if .Values.podAnnotations }} {{- end }} 条件语法
  • {{ toYaml .Values.podAnnotations | indent 8 }} 输出为yaml,indent指定缩进

验证模板

charts通过go模板渲染后,最后生成yaml格式部署文件,可以使用helm install --dry-run --debug <chart_dir>命令来验证chart配置,查看最终生成的配置文件。

  1. $:~/workspace/xnginx/charts/x-nginx$ helm install --dry-run --debug .
  2. [debug] Created tunnel using local port: '40868'
  3. [debug] SERVER: "127.0.0.1:40868"
  4. [debug] Original chart version: ""
  5. [debug] CHART PATH: /workspace/xnginx/charts/x-nginx
  6. NAME: messy-seastar
  7. REVISION: 1
  8. RELEASED: Tue Nov 20 09:20:39 2018
  9. CHART: x-nginx-0.1.0-SNAPSHOT
  10. USER-SUPPLIED VALUES:
  11. {}
  12. COMPUTED VALUES:
  13. image:
  14. pullPolicy: IfNotPresent
  15. repository: draft
  16. tag: dev
  17. replicaCount: 1
  18. resources:
  19. limits:
  20. cpu: 500m
  21. memory: 512Mi
  22. requests:
  23. cpu: 400m
  24. memory: 512Mi
  25. service:
  26. annotations:
  27. fabric8.io/expose: "true"
  28. fabric8.io/ingress.annotations: 'kubernetes.io/ingress.class: nginx'
  29. externalPort: 80
  30. internalPort: 8080
  31. name: x-nginx
  32. type: ClusterIP
  33. terminationGracePeriodSeconds: 10
  34. HOOKS:
  35. MANIFEST:
  36. ---
  37. # Source: x-nginx/templates/service.yaml
  38. apiVersion: v1
  39. kind: Service
  40. metadata:
  41. name: x-nginx
  42. labels:
  43. chart: "x-nginx-0.1.0-SNAPSHOT"
  44. annotations:
  45. fabric8.io/expose: "true"
  46. fabric8.io/ingress.annotations: 'kubernetes.io/ingress.class: nginx'
  47. spec:
  48. type: ClusterIP
  49. ports:
  50. - port: 80
  51. targetPort: 8080
  52. protocol: TCP
  53. name: http
  54. selector:
  55. app: messy-seastar-x-nginx
  56. ---
  57. # Source: x-nginx/templates/deployment.yaml
  58. apiVersion: extensions/v1beta1
  59. kind: Deployment
  60. metadata:
  61. name: messy-seastar-x-nginx
  62. labels:
  63. draft: draft-app
  64. chart: "x-nginx-0.1.0-SNAPSHOT"
  65. spec:
  66. replicas: 1
  67. template:
  68. metadata:
  69. labels:
  70. draft: draft-app
  71. app: messy-seastar-x-nginx
  72. spec:
  73. containers:
  74. - name: x-nginx
  75. image: "draft:dev"
  76. imagePullPolicy: IfNotPresent
  77. ports:
  78. - containerPort: 8080
  79. terminationGracePeriodSeconds: 10

其他命令

  • 部署 helm install .
  • 打包分享helm package .

charts mirror 镜像

官方的charts镜像由于GFW原因,不能访问,可以使用github镜像:

  1. helm repo add stable https://burdenbear.github.io/kube-charts-mirror/

当然,为了更好使用,可以部署本地镜像

  • clone mirror仓库到本地,存放到cephfs /charts目录,然后创建一个nginx,挂载这个pv即可。
  1. cat <<EOF | kubectl apply -f -
  2. apiVersion: v1
  3. kind: PersistentVolume
  4. metadata:
  5. name: cephfs-charts-pv
  6. namespace: nginx-ingress
  7. labels:
  8. name: cephfs-charts-pv
  9. spec:
  10. capacity:
  11. storage: 5Gi
  12. accessModes:
  13. - ReadWriteMany
  14. cephfs:
  15. monitors:
  16. - 192.168.86.156:6789
  17. path: /charts/kube-charts-mirror-master/docs/
  18. user: admin
  19. secretRef:
  20. name: ceph-secret
  21. readOnly: false
  22. persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  23. EOF

skaffold

Skaffold 是谷歌开源的简化本地 Kubernetes 应用开发的工具。它将构建镜像、推送镜像以及部署 Kubernetes 服务等流程自动化,可以方便地对 Kubernetes 应用进行持续开发。其功能特点包括

  • 没有服务器组件

  • 自动检测代码更改并自动构建、推送和部署服务

  • 自动管理镜像标签

  • 支持已有工作流

  • 保存文件即部署

直接进入正题,skaffold通过skaffold.yaml来定义build、deploy,并且可以区分dev环境和正式环境:

  1. apiVersion: skaffold/v1alpha2
  2. kind: Config
  3. build:
  4. tagPolicy:
  5. envTemplate:
  6. template: "{{.DOCKER_REGISTRY}}/jqpeng/x-nginx:{{.VERSION}}"
  7. artifacts:
  8. - imageName: changeme
  9. workspace: ./xnginx-admin
  10. docker: {}
  11. local: {}
  12. deploy:
  13. kubectl:
  14. manifests:
  15. profiles:
  16. - name: dev
  17. build:
  18. tagPolicy:
  19. envTemplate:
  20. template: "{{.DOCKER_REGISTRY}}/jqpeng/x-nginx:{{.DIGEST_HEX}}"
  21. artifacts:
  22. - docker: {}
  23. local: {}
  24. deploy:
  25. helm:
  26. releases:
  27. - name: x-nginx
  28. chartPath: charts/x-nginx
  29. setValueTemplates:
  30. image.repository: "{{.DOCKER_REGISTRY}}/jqpeng/x-nginx"
  31. image.tag: "{{.DIGEST_HEX}}"
  • apiVersion 指定API版本,jx用的还是v1alpha2,相对较老
  • build.tagPolicy.template 配置了image的名称模板,DOCKER_REGISTRY,Version等是环境变量
  • artifacts 数组,用于指定构建docker镜像,可以有多个,workspace制定工作目录(新版本的api变为了context)
  • deploy 指定部署方式
  • profiles 区分环境,这里定义了dev环境
    • 设置template ,image的tag为DIGEST_HEX,校验码
    • 部署使用helm

如上的配置,在jx里如何运作的呢?

  • 正式构建环境,只进行构建

    在jenkinsfile里
  1. sh 'export VERSION=`cat VERSION` && skaffold build -f skaffold.yaml'

在devpod里,实现构建和部署

  1. skaffold run -p dev

Draft

draft 是微软开源的“A tool for developers to create cloud-native applications on Kubernetes”,一个为方便开发者在K8S创建云原生应用的工具,它可以帮助开发人员简化容器应用程序的开发流程。

上面我们了解了JENKINSFile,charts配置文件,难道每个项目需要按我们自己来写这些配置文件吗?

Draft告诉你,可以不!Draft最大的益处是,可以自动识别你的工程,然后根据模板库生成对应的配置文件,酷不酷?

Draft 主要由三个命令组成

  • draft init:初始化 docker registry 账号,并在 Kubernetes 集群中部署 draftd(负责镜像构建、将镜像推送到 docker registry 以及部署应用等)

  • draft create:draft 根据 packs 检测应用的开发语言,并自动生成 Dockerfile 和 Kubernetes Helm Charts

  • draft up:根据 Dockfile 构建镜像,并使用 Helm 将应用部署到 Kubernetes 集群(支持本地或远端集群)。同时,还会在本地启动一个 draft client,监控代码变化,并将更新过的代码推送给 draftd。

不过,在jx中,仅仅只使用了draft的识别语言,生成配置文件的功能,相关的draft模板可以在# draft-packs 里看到。

Nexus

jx使用Nexus 来做默认的制品仓库(Artifact repository),Nexus大家应该不默认,好多公司和团队的maven仓库均是通过Nexus搭建的。

Nexus还可以作为npm,nuget,docker仓库。

Chartmuseum 与Monocular

Chartmuseum - 是一个helm chart仓库,jx用他来做chart仓库。

Monocular是一个web应用可以用来从helm charts仓库搜索和发现charts。


作者:Jadepeng

出处:jqpeng的技术记事本--http://www.cnblogs.com/xiaoqi

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