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基于jenkins+kubernetes的cicd流程实践一：环境搭建及方案原理

发布时间 2023-03-22 19:05:43作者: JN-SHao

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搭建的分布式文件系统），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，使用对应语言构建环境镜像编译即可

（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 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，留意下定义的环境变量不冲突即可