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Kubernetes-基于容器云构建devops平台

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-01-25 00:48 出处:网络 作者:Daniel_Ji
1、基于kubernetes devops的整体方案 本文以Kubernetes为基础,为基于java语言研发团队提供一套完整的devops解决方案。在此方案中,开发人员基于eclipse集成开发环境进行代码;开发人员所开发的代码交由由gitlab进行托管、版本管理和分支管理;代码的依赖更新和构建工作由Maven进行处理;为了提升工作效率和代码质量,在dev

1、基于kubernetes devops的整体方案

本文以Kubernetes为基础,为基于java语言研发团队提供一套完整的devops解决方案。在此方案中,开发人员基于eclipse集成开发环境进行代码;开发人员所开发的代码交由由gitlab进行托管、版本管理和分支管理;代码的依赖更新和构建工作由Maven进行处理;为了提升工作效率和代码质量,在devops中引入SonarQube进行代码检查;对于打包构建后代码,交由docker进行镜像构建,并在私有镜像仓库中对镜像进行管理;最后,devops会将自动从私有镜像仓库从拉取镜像,并在Rancher中进行部署。

Kubernetes-基于容器云构建devops平台

基于此devops解决方案的整体工作过程如下所示:

1)开发人员基于eclipse集成开发环境镜像代码开发的,将代码到gitlab中进行托管;

2)jenkins从gitlab拉取代码;

3)jenkins调用Maven对代码进行打包构建;

4)jenkins调用docker构建镜像;

5)jenkins将构建好的镜像上传至基于Nexus的私有镜像仓库;

6)jenkins拉取镜像,并部署镜像至Rancher中。

 

2、组件安装部署

此部分描述需要为devops部署的组件,根据整体方案,devops需要使用gitlab、jenkins、nexus、maven、docker和kubernetes这些组件和系统。其中,gitlab、jenkins、nexus都在kubernetes中安装部署,在jenkins中包含了maven;docker直接在物理机提供,对于docker的部署不在此部分进行阐述。

2.1 代码托管工具-Gitlab

在本文的方案中,代码的托管基于Gitlab。下面是在Kubernetes中部署gitlab的YAML配置文件,在此文件中定义了gitlab部署和服务。gitlab部署使用的镜像为gitlab/gitlab-ce:latest,并暴露了443、80和22这三个端口,并通过NFS对配置文件、日志和数据进行持久化。在服务中,端口的类型为NodePort,即允许集群外的用户可以通过映射在主机节点上的端口对gitlab进行访问。

#------------------------定义代理服务-------------------------
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: gitlab
spec:
  type: NodePort
  ports:
  # Port上的映射端口
  - port: 443
    targetPort: 443
    name: gitlab443
  - port: 80
    targetPort: 80
    name: gitlab80
  - port: 22
    targetPort: 22
    name: gitlab22
  selector:
    app: gitlab
---

# ------------------------定义Gitlab的部署 -----------------------

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: gitlab
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: gitlab
  revisionHistoryLimit: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: gitlab
    spec:
      containers:
      # 应用的镜像
      - image: gitlab/gitlab-ce 
        name: gitlab
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        # 应用的内部端口
        ports:
        - containerPort: 443
          name: gitlab443
        - containerPort: 80
          name: gitlab80
        - containerPort: 22
          name: gitlab22
        volumeMounts:
        # gitlab持久化
        - name: gitlab-persistent-config
          mountPath: /etc/gitlab
        - name: gitlab-persistent-logs
          mountPath: /var/log/gitlab
        - name: gitlab-persistent-data
          mountPath: /var/opt/gitlab
      imagePullSecrets:
      - name: devops-repo
      volumes:
      # 使用nfs互联网存储
      - name: gitlab-persistent-config
        nfs:
          server: 192.168.8.150
          path: /k8s-nfs/gitlab/config
      - name: gitlab-persistent-logs
        nfs:
          server: 192.168.8.150
          path: /k8s-nfs/gitlab/logs
      - name: gitlab-persistent-data
        nfs:
          server: 192.168.8.150
          path: /k8s-nfs/gitlab/data

通过kubectl命令工具,执行如下的命令,在kubernetes集群中部署gitlab:

$ kubectl create -f {path}/gitlab.yaml

2.2 镜像仓库-Nexus

在本文的devops方案中,采用Nexus作为docker私有镜像仓库和maven的远程仓库。下面是在Kubernetes中部署Nexus的YAML配置文件,在此文件中定义了Nexus部署和服务。Nexus部署使用的镜像为sonatype/nexus3:latest,并暴露了8081、5001这两个端口,并通过NFS对配置文件、日志和数据进行持久化。在服务中,端口的类型为NodePort,即允许集群外的用户可以通过映射在主机节点上的端口对nexus进行访问。其中,5001作为docker私有镜像仓库的端口。

#------------------------定义Nexus代理服务-------------------------
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nexus3
spec:
  type: NodePort
  ports:
  # Port上的映射端口
  - port: 8081
    targetPort: 8081
    name: nexus8081
  - port: 5001
    targetPort: 5001
    name: nexus5001
  selector:
    app: nexus3
---
#-----------------------定义Nexus部署-------------------------
apiVersion: apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
   name: nexus3
   labels:
     app: nexus3
spec:
   replicas: 1 #副本数为3
   selector: #选择器
     matchLabels:
       app: nexus3 #部署通过app:nginx标签选择相关资源
   template: #Pod的模板规范
     metadata:
       labels:
         app: nexus3 #Pod的标签
     spec:
       imagePullSecrets:
       - name: devops-repo
       containers: #容器
       - name: nexus3
         image: sonatype/nexus3
         imagePullPolicy: IfNotPresent
         ports: #端口
         - containerPort: 8081
           name: nexus8081
         - containerPort: 5001
           name: nexus5001
         volumeMounts:
         - name: nexus-persistent-storage
           mountPath: /nexus-data
       volumes:
       # 宿主机上的目录
       - name: nexus-persistent-storage
         nfs:
           server: 192.168.8.150
           path: /k8s-nfs/nexus

通过kubectl命令工具,执行如下的命令,在kubernetes集群中部署nexus:

$ kubectl create -f {path}/nexus.yaml

2.3 流水线工具-Jenkins

2.3.1 jenkins安装部署

在本文的devops方案中,采用jenkins作为流水线工具。下面是在Kubernetes中部署jenkins的YAML配置文件,在此文件中定义了jenkins部署和服务。jenkins部署使用的镜像为lw96/java8-jenkins-maven-git-vim:latest,并暴露了8080这个端口,并通过NFS对配置文件和数据进行持久化。在服务中,端口的类型为NodePort,即允许集群外的用户可以通过映射在主机节点上的端口对jenkins进行访问。另外,在此镜像中也提供maven和java。

#------------------------定义代理服务-------------------------
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: jenkins-devops
spec:
  type: NodePort
  ports:
  # Port上的映射端口 
  - port: 8080
    targetPort: 8080
    name: pipeline8080
  selector:
    app: jenkins-devops
---

# ------------------------定义mysql的部署 -----------------------
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: jenkins-devops
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: jenkins-devops
  revisionHistoryLimit: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: jenkins-devops
    spec:
      containers:
      # 应用的镜像
      - image: 10.0.32.148:1008/lw96/java8-jenkins-maven-git-vim
        name: jenkins-devops
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        # 应用的内部端口
        ports:
        - containerPort: 8080
          name: pipeline8080 
        volumeMounts:
        # jenkins-devops持久化
        - name: pipeline-persistent
          mountPath: /etc/localtime
        # jenkins-devops持久化
        - name: pipeline-persistent
          mountPath: /jenkins
        # jenkins-devops持久化
        - name: pipeline-persistent-repo
          mountPath: /root/.m2/repository
        - name: pipeline-persistent-mnt
          mountPath: /mnt
      volumes:
      # 使用nfs互联网存储
      - name: pipeline-persistent
        nfs:
          server: 192.168.8.150
          path: /k8s-nfs/jenkins-devops
      - name: pipeline-persistent-mnt
        nfs:
          server: 192.168.8.150
          path: /k8s-nfs/jenkins-devops/mnt
      - name: pipeline-persistent-repo
        nfs:
          server: 192.168.8.150
          path: /k8s-nfs/jenkins-devops/repo

通过kubectl命令工具,执行如下的命令,在kubernetes集群中部署jenkins:

$ kubectl create -f {path}/jenkins-devops.yaml

注意,后续将执行下面的操作:

  • 将Kubernetes集群的kubeconfig文件拷贝到192.168.8.150主机的/k8s-nfs/jenkins-devops/mnt目录下;
  • 将maven的settings.xml文件拷贝至到192.168.8.150主机的/k8s-nfs/jenkins-devops/repo目录下;
  • 将maven的依赖插件包拷贝至到192.168.8.150主机的/k8s-nfs/jenkins-devops/repo目录下。

3、 devops平台搭建

3.1 nexus设置

nexus在devops中承担两个功能,作为maven的远程仓库和作为docker的私有镜像仓库。

在本文中,使用nexus默认安装的maven-snapshots、maven-releases和maven-public这三个仓库。

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并为docker创建一个名为registry的私有镜像仓库,其端口为5001:

Kubernetes-基于容器云构建devops平台

3.2 maven设置

maven负责管理代码的依赖关系和构建。maven通过settings.xml文件设置运行环境,包括与远程仓库的连接。本文中的settings.xml如下所示,http://nexus3:8081中的nexus3是在kubernetes中的服务名称。将settings.xml拷贝至192.168.8.150机器的/k8s-nfs/jenkins-devops/repo目录下。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<settings xmlns="http://maven.apache.org/SETTINGS/1.0.0"
          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/SETTINGS/1.0.0 http://maven.apache.org/xsd/settings-1.0.0.xsd">
  <pluginGroups>
  </pluginGroups>
  <proxies>
  </proxies>
  <servers>
     <server>     
      <id>maven-release</id>     
      <username>admin</username>     
      <password>admin123</password>     
    </server>     
    <server>     
      <id>maven-snapshots</id>     
      <username>admin</username>     
      <password>admin123</password>     
    </server>     
  </servers>

  <mirrors>
    <mirror>        
     <id>nexus</id>         
     <url>http://nexus3:8081/repository/maven-public/</url>        
     <mirrorOf>*</mirrorOf>        
   </mirror>     
 </mirrors> 

  <profiles>
  <profile>
      <id>maven-release</id>
      <activation>
        <activeByDefault>true</activeByDefault>
      </activation>
      <repositories>
        <repository>
          <id>maven-release</id>
          <name>Repository for Release</name>
          <url>http://nexus3:8081/repository/maven-releases/</url>
     <releases>
     <enabled>false</enabled>
     </releases>
     <snapshots>
     <enabled>true</enabled>
     </snapshots>
        </repository>
      </repositories>
    </profile>

  <profile>
      <id>maven-snapshots</id>
      <activation>
        <activeByDefault>true</activeByDefault>
      </activation>
      <repositories>
        <repository>
          <id>maven-release</id>
          <name>Repository for Release</name>
          <url>http://nexus3:8081/repository/maven-snapshots/</url>
     <releases>
     <enabled>false</enabled>
     </releases>
     <snapshots>
     <enabled>true</enabled>
     </snapshots>
        </repository>
      </repositories>
    </profile>
  </profiles>
</settings>

3.3 docker设置

为了能够支持将远程提交的代码构建成镜像,以及将构建好的镜像上传至镜像仓库需要在/etc/docker/daemon.json的文件中添加下面的内容。其中,10.0.32.163:32476为镜像仓库的地址和端口,tcp://0.0.0.0:4243为对外暴露的地址和端口。

{
"hosts":["tcp://0.0.0.0:4243","unix:///var/run/docker.sock"],
"insecure-registries":["10.0.32.163:32476"]
}

并通过执行下面的命令重启docker服务:

$ systemctl daemon-reload
$ systemctl restart docker

3.4 jenkins设置

3.4.1 安装插件

jenkins作为devops平台的流程线工具,需要从gitlab中获取代码,并提交给maven进行构建;在代码构建成功后,调用docker构建镜像,并将上传至基于Nexus的私有镜像仓库;最终,在Kubernetes中部署和运行镜像。为了实现上述能力,需要在jenkins中安装如下插件:

  • git plugin:与gitlab集成的插件,用于获取代码;
  • maven plugin:与maven集成的插件,用于构建代码;
  • CloudBees Docker Build and Publish plugin:与docker集成的插件,用于构建docker镜像,并上传至镜像仓库;
  • Kubernetes Continuous Deploy Plugin:与kubernetes集成的插件,用于将镜像部署到kubernetes环境。

3.4.2 maven设置

在jenkins中的“全局工具配置”页面,设置maven的安装信息,name可以按照自己的喜好填写,MAVEN_HOME为maven的安装地址,此处为/opt/maven。

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4、devops持续集成示例

1)安装git客户端和创建密钥

在工作计算上安装git客户端,并通过下面的命令创建ssh密钥:

ssh-keygen -t rsa -C "[email protected]" -b 4096

执行上述命令后,会在本地的~/.ssh目录创建id_rsa.pub(公钥)和id_rsa(私钥)。

2)在gitlab创建oms项目

进入gitlab,并创建一个名称为oms的项目。

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在gitlab中添加所创建的公钥:

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3)在eclipse中进行代码开发

在eclipse中创建类型为maven的oms项目,并进行代码开发。在完成代码开发后,将代码上传至gitlab中进行代码托管。

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4)在jenkins中创建oms项目

进入jenkins,创建一个名称为oms的maven项目。

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5)在jenkins中设置获取代码信息

在jenkins中,进入oms的配置页面,在源代码管理处设置获取源代码的相关信息。

  • Repository URL:项目在gitlab中的地址;
  • Credentials:访问gitlab的认证方式;
  • Branch Specifier:代码的分支。

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此处访问gitlab的认证方式为“SSH Username with private key”,Private Key的值来自于~/.ssh目录下id_rsa(私钥)的内容。

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6)在jenkins中设置构建和上传镜像信息

在oms项目的配置的“Docker Build and Publish”部分,填写如下的信息;

  • Repository Name:镜像的名称;
  • Tag:镜像的版本;
  • Docker Host URI:docker服务的地址和端口;
  • Docker registry URL:docker镜像仓库的地址;
  • Registry credentials:镜像仓库的认证方式。

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7)在jenkins中设置部署容器信息

在oms项目的配置的“Deploy to Kubernetes”部分,填写如下的信息;

  • Kubernetes Cluster Credentials:Kubernetes集群的认证方式;
  • Path:kubeconfig文件的所在地址;
  • Config Files:构建YAML配置文件。

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8)在jenkins中执行oms构建

在oms项目创建和设置完成后,可以对项目进行构建操作。通过一键操作,jenkins将会完成从构建、打包成镜像和部署的所有工作内容:

  • 从gitlab中获取oms的代码;
  • 提交给maven进行构建;
  • 调用docker构建镜像;
  • 上传镜像至Nexus的私有镜像仓库;
  • 部署镜像到kubernetes集群。

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9)在kubernetes中查看部署情况

进入kubernetes(本文使用的为Rancher系统)界面,在default命名空间下,可以看到已部署的oms。

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参考材料

1.《User documentation》地址:http://10.0.32.163:32269/help/user/index.md

2.《CloudBees Docker Build and Publish plugin》地址:https://wiki.jenkins.io/display/JENKINS/CloudBees+Docker+Build+and+Publish+plugin

3.《Kubernetes Continuous Deploy Plugin》地址:https://wiki.jenkins.io/display/JENKINS/Kubernetes+Continuous+Deploy+Plugin

作者简介:

季向远,北京神舟航天软件技术有限公司产品经理。本文版权归原作者所有。

微信公众号:ik8s

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