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阿里云Kubernetes服务上搭建jenkins环境并完成应用构建到部署的流水线作业

2018-12-29 11004
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本文涉及的产品
容器镜像服务 ACR，镜像仓库100个 不限时长
简介： 本文主要演示如何在阿里云Kubernetes服务上快速搭建jenkins持续集成环境，并基于提供的示例应用快速完成应用源码编译、镜像构建和推送以及应用部署的流水线。

本文主要演示如何在阿里云Kubernetes服务上快速搭建jenkins持续集成环境，并基于提供的示例应用快速完成应用源码编译、镜像构建和推送以及应用部署的流水线。

先决条件：
阿里云Kubernetes集群。

建议： 建议用户先按照以下文档安装部署ack-jenkins应用， 然后成功运行构建任务示例demo-pipeline， 再依照此构建任务示例改造自己的构建任务配置。

1. 快速部署ack-jenkins

容器服务-Kubernetes -> 市场 -> 应用目录 -> ack-jenkins:

image

点击 参数 菜单修改 AdminPassword 字段， 选择Kubernetes集群、填写命名空间和发布名称并点击 创建：

image

访问jenkins服务并登陆：
image

image

ps：如未设置登陆密码，则可在部署完毕后使用如下命名查看：

$ printf $(kubectl get secret --namespace ci jenkins-ci-jenkins -o jsonpath="{.data.jenkins-admin-password}" | base64 --decode);echo

2. 配置 Kubernetes Cloud

2.1 配置 Kubernetes Cloud

Jenkins使用Kubernetes Plugin连接Kubernetes集群并动态生成和释放slave pod，关于slave pod的模板配置需要在 系统管理 -> 系统配置 -> 云 中进行配置

  • 名称：kubernetes；
  • Kubernetes 地址：https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443；jenkins 系统安装在当前集群中，可以使用内部服务端点访问集群的 API Server
  • Kubernetes 命名空间：jenkins；动态 slave pod 会在命名空间 jenkins 下生成和销毁
    点击 测试 按钮验证连接无误：

image.png

  • Jenkins 地址：http://ack-jenkins-default:8080；slave pod连接jenkins master使用的服务端点
  • Jenkins 通道：ack-jenkins-default-agent:50000；slave pod使用jnlp连接jenkins master
    image.png
  • Pod Templates -> 名称: slave-pipeline; slave pod名称
  • Pod Templates -> 命名空间：jenkins
  • Pod Templates -> 标签列表：slave-pipeline;jenkins 构建任务通过此标签选择使用哪个模板生成slave pod
    image.png
  • Pod Templates -> 容器列表 -> jnlp;用于jnlp连接jenkins master
    image.png
  • Pod Templates -> 容器列表 -> kaniko；用于构建和推送容器镜像
    image.png
  • Pod Templates -> 容器列表 -> maven：用于maven构建和打包应用
    image.png
  • Pod Templates -> 容器列表 -> kubectl：用于kubectl命令行部署应用
    image.png
  • Pod Templates -> 环境变量；为kaniko设置DOCKER_CONFIG指定docker.json文件路径
    创建jenkins-docker-cfg secret用于镜像仓库权限设置

本示例中使用了阿里云镜像服务提供的杭州区域镜像仓库：

$ docker login -u xxx -p xxx registry-vpc.cn-beijing.aliyuncs.com
Login Succeeded
$ kubectl create secret generic jenkins-docker-cfg -n ci --from-file=/root/.docker/config.json

配置slave pod启动时挂载 secret jenkins-docker-cfg：
image.png

如果需要设置maven缓存目录，可以挂载hostPath volume 或者共享存储卷到/root/.m2/repository：
image.png

如果需要更改 settings.xml，先创建 ConfigMap：

kubectl create configmap maven-config --from-file=settings.xml -n jenkins

再配置挂载到slave pod:
image.png

如果需要部署应用到本集群，可以在slave pod中使用ServiceAccount通过kubectl部署，配置ServiceAccount：
image.png

2.2 创建构建任务

创建构建任务cicd-pipeline，拉取源码项目https://github.com/haoshuwei/jenkins-demo.git，分支master；maven打包构建，kaniko构建和推送容器镜像；kubectl部署到本集群。
在本示例中，需要打包容器镜像为：registry-vpc.cn-beijing.aliyuncs.com/haoshuwei24/application-demo:20200915
则配置构建参数如下：
image.png
构建任务配置如下：
image.png
执行构建：
image.png
可以在 https://github.com/haoshuwei/jenkins-demo.git 中查看Jenkinsfile内容。

3 连接外部集群

连接外部集群需要创建和使用证书
示例：创建k8sCertAuth证书
在此步骤中，我们需要先创建和配置一个名称为k8sCertAuth的集群证书， 点击 凭证 添加证书：
image
image
image
保存。

3. 详解构建任务示例demo-pipeline

demo-pipeline 构建任务完成的持续集成/持续交付任务为：拉取源码、构建应用war包、打包和推送容器镜像以及部署应用到k8s集群。示例源码项目地址为https://github.com/AliyunContainerService/jenkins-demo.git ， 整个构建流程会按照示例项目中Jenkinsfile声明的内容执行构建。

3.1 demo-pipeline的任务配置

demo-pipeline设置了4个构建参数，分别为origin_repo repo image_tag 和 branch， branch 用于指定本次构建拉取应用源码仓库的哪个分支， 另外3个变量用于构建和推送应用容器镜像的地址，例如示例应用的容器镜像要推送到 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ack-cicd/ack-jenkins-demo:latest, 则origin_repo为registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ack-cicd, repo为ack-cicd,image_tag为latest。
image

构建任务中配置从Git仓库拉取源码并指定Jenkinsfile路径：
image

3.2 Jenkinsfile解析

我们在示例源码项目的Jenkinsfilejenkins-demo/Jenkinsfile中定义了以下内容：

pipeline{
      // 定义groovy脚本中使用的环境变量
      environment{
        // 将构建任务中的构建参数转换为环境变量
        IMAGE_TAG =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $image_tag').trim()
        ORIGIN_REPO =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $origin_repo').trim()
        REPO =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $repo').trim()
        BRANCH =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $branch').trim()
      }

      // 定义本次构建使用哪个标签的构建环境，本示例中为 “slave-pipeline”
      agent{
        node{
          label 'slave-pipeline'
        }
      }

      // "stages"定义项目构建的多个模块，可以添加多个 “stage”， 可以多个 “stage” 串行或者并行执行
      stages{
        // 定义第一个stage， 完成克隆源码的任务
        stage('Git'){
          steps{
            git branch: '${BRANCH}', credentialsId: '', url: 'https://github.com/AliyunContainerService/jenkins-demo.git'
          }
        }

        // 添加第二个stage， 运行源码打包命令
        stage('Package'){
          steps{
              container("maven") {
                  sh "mvn package -B -DskipTests"
              }
          }
        }


        // 添加第三个stage, 运行容器镜像构建和推送命令， 用到了environment中定义的groovy环境变量
        stage('Image Build And Publish'){
          steps{
              container("kaniko") {
                  sh "kaniko -f `pwd`/Dockerfile -c `pwd` --destination=${ORIGIN_REPO}/${REPO}:${IMAGE_TAG} --skip-tls-verify"
              }
          }
        }

        // 添加第四个stage, 部署应用到指定k8s集群
        stage('Deploy to Kubernetes') {
            parallel {
                    steps {
                        container('kubectl') {
                            step([$class: 'KubernetesDeploy', authMethod: 'certs', apiServerUrl: 'https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443', credentialsId:'k8sCertAuth', config: 'deployment.yaml',variableState: 'ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG'])
                        }
                    }
            }
        }
      }
}
3.2.1 environment{} 代码块

用于获取构建参数并转换为Jenkinsfile中使用的环境变量。

3.2.2 agent{} 代码块

用于指定本次构建使用的构建节点标签为slave-pipeline。 进入 系统管理 -> 系统设置 -> 云 可以看到Kubernetes云的配置， 此配置用于定义如何动态创建构建节点：
image
image
image
image

我们可以从上图的Kubernetes云配置中看到， 当我们执行构建任务时，jenkins会动态连接本集群的api server url：https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443 在 jenkins 命名空间下创建 slave pod slave-pipeline-xxx， 此slave pod包含4个containers， 分别为用于slave连接master的jnlp、用于maven编译打包java源码的maven、用于容器镜像构建和部署的kaniko以及用于部署k8s应用的kubectl。

当使用kaniko容器进行容器镜像构建和推送时， 我们需要获取镜像推送到仓库的权限， 这个权限是以k8s secret的方式挂载到slave-pipeline-xxx的pod里的，环境变量DOCKER_CONFIG则定义了kaniko获取镜像仓库推送权限文件的默认路径。 在此我们需要创建名为jenkins-docker-cfg的secret：

在一台linux机器上执行以下命令：

$ docker login -u xxx -p xxx registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com
$ kubectl create secret generic jenkins-docker-cfg -n ci --from-file=/root/.docker/config.json
3.2.3 stages{}代码块

stages{}代码块定义了多个stage，分别完成持续集成/持续部署过程中的不同步骤。

3.2.3.1 源码拉取

源码仓库中一般包含Jenkinsfile Dockerfile deployment.yaml等文件

stage('Git'){
  steps{
    git branch: '${BRANCH}', credentialsId: '', url: 'https://github.com/AliyunContainerService/jenkins-demo.git'
  }
}
3.2.3.2 maven编译和打包源码

maven编译的时候，用户通常会想使用缓存功能， maven缓存需要使用NAS共享存储，创建nas volume并挂载到Kubernetes云的slave-pipeline模板上， 类似jenkins-docker-cfg的挂载。

stage('Package'){
  steps{
    container("maven") {
      sh "mvn package -B -DskipTests"
    }
  }
}
3.2.3.3 kaniko构建和推送镜像

kaniko工具构建容器镜像可以不依赖docker daemon进程，在用户态空间完成镜像构建和推送， 更安全可靠。

stage('Image Build And Publish'){
  steps{
    container("kaniko") {
      sh "kaniko -f `pwd`/Dockerfile -c `pwd` --destination=${ORIGIN_REPO}/${REPO}:${IMAGE_TAG} --skip-tls-verify"
    }
  }
}
3.2.3.4 kubectl部署k8s应用
stage('Deploy to Kubernetes') {
  steps {
    container('kubectl') {
      step([$class: 'KubernetesDeploy', authMethod: 'certs', apiServerUrl: 'https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443', credentialsId:'k8sCertAuth', config: 'deployment.yaml',variableState: 'ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG'])
    }
  }
}

在此步骤中，我们需要先创建和配置一个名称为k8sCertAuth的集群证书， 点击 凭证 添加证书：
image
image
image
保存。

variableState: 'ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG' 字段声明需要替换deployment.yaml文件中的哪些环境变量。

4. 系统配置详解

4.1 构建环境配置说明

（1）kubernetes集群动态分配构建pod的配置;
image

（2）slave-pipeline 使用了4个container分别完成流水线中各个stage的构建，Kubernetes Pod Templates配置

container jnlp:
image
container kaniko:
image
container kubectl:
image
container maven:
image

(3) 使用到的构建镜像：

  • jnlp 用于构建节点jnlp连接master：

    jenkinsci/jnlp-slave:3.35-5

  • maven 用于mvn打包构建：

     maven:3.6.2-jdk-14

  • kaniko 用于镜像构建和推送：

    registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/acs/kaniko:v0.14.0

  • kubectl 用于kubectl部署应用：

    registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/acs/kubectl:1.14.8

    (4) kaniko配置镜像仓库权限：

image

4.2 示例项目说明

（1）示例项目中使用的源码仓库

https://github.com/AliyunContainerService/jenkins-demo.git

（2）kaniko 构建和推送docker镜像说明

kaniko可以不依赖docker daemon并在用户空间执行完成Dockerfile中的每一行命令，最终完成docker镜像的构建和推送。

kaniko -f `pwd`/Dockerfile -c `pwd` --destination=${origin_repo}/${repo}:${image_tag}

（3）部署应用到Kubernetes集群插件说明

插件配置如下：
image

对应的Pipeline语法为：

step([$class: 'KubernetesDeploy', authMethod: 'certs', apiServerUrl: 'https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443', credentialsId:'k8sCertAuth', config: 'deployment.yaml',variableState: 'ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG'])

声明的变量ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG可在构建执行时把deployment.yaml文件中对应的变量值替换为实际值：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: jenkins-java-demo
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: jenkins-java-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: jenkins-java-demo
    spec:
      containers:
      - name: jenkins-java-demo
        image: ${ORIGIN_REPO}/${REPO}:${IMAGE_TAG}
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 8080

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: jenkins-java-demo
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
    name: jenkins-java-demo
  selector:
    app: jenkins-java-demo
  type: LoadBalancer

（4）Jenkinsfile说明

pipeline{
      // 定义groovy脚本中使用的环境变量
      environment{
        // 本示例中使用DEPLOY_TO_K8S变量来决定把应用部署到哪套容器集群环境中，如“Production Environment”， “Staging001 Environment”等
        IMAGE_TAG =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $image_tag').trim()
        ORIGIN_REPO =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $origin_repo').trim()
        REPO =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $repo').trim()
        BRANCH =  sh(returnStdout: true,script: 'echo $branch').trim()
      }

      // 定义本次构建使用哪个标签的构建环境，本示例中为 “slave-pipeline”
      agent{
        node{
          label 'slave-pipeline'
        }
      }

      // "stages"定义项目构建的多个模块，可以添加多个 “stage”， 可以多个 “stage” 串行或者并行执行
      stages{
        // 定义第一个stage， 完成克隆源码的任务
        stage('Git'){
          steps{
            git branch: '${BRANCH}', credentialsId: '', url: 'https://github.com/AliyunContainerService/jenkins-demo.git'
          }
        }

        // 添加第二个stage， 运行源码打包命令
        stage('Package'){
          steps{
              container("maven") {
                  sh "mvn package -B -DskipTests"
              }
          }
        }


        // 添加第四个stage, 运行容器镜像构建和推送命令， 用到了environment中定义的groovy环境变量
        stage('Image Build And Publish'){
          steps{
              container("kaniko") {
                  sh "kaniko -f `pwd`/Dockerfile -c `pwd` --destination=${ORIGIN_REPO}/${REPO}:${IMAGE_TAG}"
              }
          }
        }


        stage('Deploy to Kubernetes') {
            parallel {
                stage('Deploy to Production Environment') {
                    when {
                        expression {
                            "$BRANCH" == "master"
                        }
                    }
                    steps {
                        container('kubectl') {
                            step([$class: 'KubernetesDeploy', authMethod: 'certs', apiServerUrl: 'https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443', credentialsId:'k8sCertAuth', config: 'deployment.yaml',variableState: 'ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG'])
                        }
                    }
                }
                stage('Deploy to Staging001 Environment') {
                    when {
                        expression {
                            "$BRANCH" == "latest"
                        }
                    }
                    steps {
                        container('kubectl') {
                            step([$class: 'KubernetesDeploy', authMethod: 'certs', apiServerUrl: 'https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443', credentialsId:'k8sCertAuth', config: 'deployment.yaml',variableState: 'ORIGIN_REPO,REPO,IMAGE_TAG'])
                        }
                    }
                }
            }
        }
      }
    }

了解更多阿里云容器服务内容，请访问 https://www.aliyun.com/product/containerservice
了解更多kaniko内容请参考：
https://github.com/GoogleContainerTools/kaniko

文章标签：
容器服务Kubernetes版
容器镜像服务
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