DevOps实战：使用GitLab+Jenkins+Kubernetes(k8s)建立CI_CD解决方案

news2024/11/15 19:36:15

一.系统环境

本文主要基于Kubernetes1.21.9和Linux操作系统CentOS7.4。

服务器版本 docker软件版本 Kubernetes(k8s)集群版本 CPU架构
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) Docker version 20.10.12 v1.21.9 x86_64

CI/CD解决方案架构图：
CI/CD解决方案架构图描述：
程序员写好代码之后，向gitlab代码仓库提交代码，gitlab检测到变化之后，触发CI/CD服务器Jenkins，CI/CD服务器
Jenkins构建镜像，镜像构建好之后推送到registry镜像仓库，最后使用新的镜像在Kubernetes(k8s)环境部署。
CI/CD解决方案架构：k8scloude1作为Kubernetes(k8s)的master节点，k8scloude2，k8scloude3作为Kubernetes(k8s)的worker节点，由于机器有限，etcd1作为CI/CD服务器，镜像仓库，代码仓库。

服务器 操作系统版本 CPU架构 进程 功能描述
etcd1/192.168.110.133 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，jenkins CI/CD服务器
etcd1/192.168.110.133 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 registry 镜像仓库
etcd1/192.168.110.133 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 gitlab，Git 代码仓库
k8scloude1/192.168.110.130 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，kube-apiserver，etcd，kube-scheduler，kube-controller-manager，kubelet，kube-proxy，coredns，calico k8s master节点
k8scloude2/192.168.110.129 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，kubelet，kube-proxy，calico k8s worker节点
k8scloude3/192.168.110.128 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，kubelet，kube-proxy，calico k8s worker节点

二.前言

DevOps是一种将开发（Development）和运维（Operations）相结合的软件开发方法论。它通过自动化和持续交付的方式，将软件开发、测试和部署等环节紧密集成，以提高效率和产品质量。在本篇博客中，我们将介绍如何使用GitLab、Jenkins和Kubernetes(k8s)来构建一个完整的CI/CD解决方案。
使用GitLab、Jenkins和Kubernetes(k8s)来构建CI/CD解决方案的前提是已经有一套可以正常运行的Kubernetes集群，关于Kubernetes(k8s)集群的安装部署，可以查看博客《Centos7 安装部署Kubernetes(k8s)集群》https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/16686769.html。

三.DevOps简介

DevOps通过打破开发和运维之间的壁垒，促进了更紧密的合作和快速响应变化的能力。它强调团队间的协作、自动化和持续改进。通过引入DevOps实践，组织可以更快地交付软件，并确保高质量的发布。

四.CI/CD简介

CI/CD代表持续集成（Continuous Integration）和持续交付（Continuous Delivery）。持续集成是指团队成员将其工作频繁地集成到共享存储库中，并进行自动化构建和测试，以减少集成问题。持续交付是指将应用程序更频繁地交付给用户，以便快速获得反馈并提供新功能。本次使用的CI/CD工具为Jenkins。

五.安装并配置docker参数

etcd1机器作为集成服务器，需要下载大量镜像，所以首先需要安装docker，docker版本标识：社区版 docker-ce 和企业版 docker-ee。

[root@etcd1 ~]# yum -y install docker-ce

为了让镜像下载速度变快，需要配置镜像加速器，关于docker更多详细内容，请查看博客《一文搞懂docker容器基础：docker镜像管理，docker容器管理》。

[root@etcd1 ~]# vim /etc/docker/daemon.json

[root@etcd1 ~]# cat /etc/docker/daemon.json 
{
   
"registry-mirrors": ["https://frz7i079.mirror.aliyuncs.com"] 
}

重启docker使配置生效。

[root@etcd1 ~]# systemctl restart docker

[root@etcd1 ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container Engine
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 六 2022-03-26 17:53:49 CST; 40s ago
     Docs: https://docs.docker.com
 Main PID: 1495 (dockerd)
   Memory: 32.9M
   CGroup: /system.slice/docker.service
           └─1495 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

设置docker开机自启动

[root@etcd1 ~]# systemctl enable docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.

修改docker启动脚本，–insecure-registry=192.168.110.133:5000是镜像仓库的地址， 我们使用registry搭建镜像仓库，添加了–insecure-registry=192.168.110.133:5000参数之后，就可以使用http的方式拉取镜像，不然默认使用https的方式拉取镜像。
jenkins需要做的工作：构建，编译，推送，这些操作都需要借助docker去完成，但是jenkins自身是没有docker命令的，要让jenkins连接到物理机的docker上，需要添加参数：-H tcp://0.0.0.0:2376。

[root@etcd1 ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

[root@etcd1 ~]# cat /usr/lib/systemd/system/docker.service
.....
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000 -H tcp://0.0.0.0:2376  -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
.....

重新加载配置文件，重启docker。

[root@etcd1 ~]# systemctl daemon-reload ;systemctl restart docker

查看状态可以发现：8083 /usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000 -H tcp://0.0.0.0:2376 -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock，修改参数成功。

[root@etcd1 ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container Engine
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 二 2022-03-29 11:37:51 CST; 20s ago
     Docs: https://docs.docker.com
 Main PID: 8083 (dockerd)
   Memory: 36.8M
   CGroup: /system.slice/docker.service
           └─8083 /usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000 -H tcp://0.0.0.0:2376 -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

我们把镜像推送到registry镜像仓库之后，k8s集群的worker节点会向registry镜像仓库拉取镜像，默认使用https的方式从镜像仓库拉取镜像，需要在k8s的worker节点修改docker启动参数，添加–insecure-registry=192.168.110.133:5000，让其使用http的方式从registry镜像仓库拉取镜像。

[root@k8scloude2 ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

[root@k8scloude2 ~]# cat /usr/lib/systemd/system/docker.service
......
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000  -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
......

[root@k8scloude2 ~]# grep ExecStart /usr/lib/systemd/system/docker.service
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000  -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

重新加载配置文件，重启docker。

[root@k8scloude2 ~]# systemctl daemon-reload ;systemctl restart docker

[root@k8scloude2 ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container Engine
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 二 2022-03-29 11:51:36 CST; 4s ago
     Docs: https://docs.docker.com
 Main PID: 57510 (dockerd)
   Memory: 63.6M
   CGroup: /system.slice/docker.service
           ├─57510 /usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000 -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
           ├─57759 /usr/bin/docker-proxy -proto tcp -host-ip 0.0.0.0 -host-port 80 -container-ip 172.17.0.2 -container-port 80
           └─57767 /usr/bin/docker-proxy -proto tcp -host-ip :: -host-port 80 -container-ip 172.17.0.2 -container-port 80

k8scloude3节点也需要修改docker启动参数，添加–insecure-registry=192.168.110.133:5000，让其使用http的方式从registry镜像仓库拉取镜像。

[root@k8scloude3 ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

[root@k8scloude3 ~]# grep ExecStart /usr/lib/systemd/system/docker.service
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000  -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

重新加载配置文件，重启docker。

[root@k8scloude3 ~]# systemctl daemon-reload ;systemctl restart docker

[root@k8scloude3 ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container Engine
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 二 2022-03-29 15:55:13 CST; 5s ago
     Docs: https://docs.docker.com
 Main PID: 9099 (dockerd)
   Memory: 43.1M
   CGroup: /system.slice/docker.service
           └─9099 /usr/bin/dockerd --insecure-registry=192.168.110.133:5000 -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

现在k8s集群的所有worker节点都加上了–insecure-registry=192.168.110.133:5000参数。
在etcd1机器拉取nginx镜像，之后做web容器的时候会用到。

[root@etcd1 ~]# docker pull nginx
Using default tag: latest
......
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest

[root@etcd1 ~]# docker images | grep nginx
nginx                            latest                605c77e624dd   3 months ago   141MB

六.使用registry搭建镜像仓库

本次使用registry搭建镜像仓库，也可以使用harbor搭建镜像仓库，功能更丰富，关于harbor的详细内容，请查看博客《搭建docker镜像仓库(二)：使用harbor搭建本地镜像仓库》。
拉取registry镜像

[root@etcd1 ~]# docker pull hub.c.163.com/library/registry:latest      

[root@etcd1 ~]# docker images | grep registry
hub.c.163.com/library/registry   latest                751f286bc25e   4 years ago    33.2MB

注意：registry的数据卷为：VOLUME [/var/lib/registry]，不能是其他的。
创建registry容器，registry镜像生成容器作为私有仓库，-p 5000:5000做端口映射，物理机端口5000:容器端口5000，
-v /myregistry:/var/lib/registry数据卷挂载，物理机目录/myregistry:容器目录/var/lib/registry。

[root@etcd1 ~]# docker run -d --name registry -p 5000:5000 --restart=always -v /myregistry:/var/lib/registry hub.c.163.com/library/registry
3aa799d1974611fc403ce38aa19a156cb165a82573b84b16fde665d9e3b62eb0

现在registry镜像仓库就搭建好了。

[root@etcd1 ~]# docker ps | grep registry
3aa799d19746   hub.c.163.com/library/registry   "/entrypoint.sh /etc…"   8 seconds ago   Up 7 seconds           0.0.0.0:5000->5000/tcp, :::5000->5000/tcp                                                                         registry

此时镜像仓库下还没有任何文件

[root@etcd1 ~]# ls /myregistry/

七.安装部署gitlab代码仓库

7.1 创建gitlab容器

在etcd1机器下载gitlab中文版镜像

[root@etcd1 ~]# docker pull beginor/gitlab-ce     

[root@etcd1 ~]# docker images | grep gitlab
beginor/gitlab-ce                latest                5595d4ff803e   3 years ago    1.5GB

创建gitlab配置文件目录，日志目录，代码目录

[root@etcd1 ~]# mkdir -p /data/gitlab/etc /data/gitlab/log /data/gitlab/data

给gitlab配置文件目录，日志目录，代码目录授予777权限

[root@etcd1 ~]# chmod 777 /data/gitlab/etc /data/gitlab/log /data/gitlab/data

创建gitlab容器，使用–privileged=true参数，使container内的root拥有真正的root权限。否则，container内的root只是外部的一个普通用户权限。–privileged=true启动的容器，可以看到很多host上的设备，并且可以执行mount。甚至允许你在docker容器中启动docker容器。
-v指定数据卷，gitlab容器的配置文件，日志文件，数据文件也都存储到了物理机上，我们修改对应数据卷的内容，gitlab容器的相关内容也随之改变。-p指定端口映射。

[root@etcd1 ~]# docker run -dit --name=gitlab --restart=always -p 8443:443 -p 80:80 -p 222:22 -v /data/gitlab/etc:/etc/gitlab -v /data/gitlab/log:/var/log/gitlab -v /data/gitlab/data:/var/opt/gitlab --privileged=true beginor/gitlab-ce

查看gitlab容器

[root@etcd1 ~]# docker ps | grep gitlab
d23f2df47e42   beginor/gitlab-ce                "/assets/wrapper"        22 hours ago    Up 6 hours (healthy)   0.0.0.0:80->80/tcp, :::80->80/tcp, 0.0.0.0:222->22/tcp, :::222->22/tcp, 0.0.0.0:8443->443/tcp, :::8443->443/tcp   gitlab

现在gitlab配置文件目录，日志目录，代码目录都有相关文件了。

[root@etcd1 ~]# ls /data/gitlab/etc/
gitlab.rb  gitlab-secrets.json  ssh_host_ecdsa_key  ssh_host_ecdsa_key.pub  ssh_host_ed25519_key  ssh_host_ed25519_key.pub  ssh_host_rsa_key  ssh_host_rsa_key.pub  trusted-certs

[root@etcd1 ~]# ls /data/gitlab/log/
gitaly  gitlab-monitor  gitlab-rails  gitlab-shell  gitlab-workhorse  logrotate  nginx  node-exporter  postgres-exporter  postgresql  prometheus  reconfigure  redis  redis-exporter  sidekiq  sshd  unicorn

[root@etcd1 ~]# ls /data/gitlab/data/
backups       gitaly    gitlab-ci       gitlab-rails  gitlab-workhorse  nginx          postgres-exporter  prometheus              redis
bootstrapped  git-data  gitlab-monitor  gitlab-shell  logrotate         node-exporter  postgresql         public_attributes.json  trusted-certs-directory-hash

7.2 修改gitlab容器配置文件

注意先让gitlab容器运行一段时间，让其数据进行初始化，然后再停止gitlab容器，修改配置文件。

[root@etcd1 ~]# docker stop gitlab

下面开始修改gitlab的配置文件。
修改/data/gitlab/etc/gitlab.rb&#x

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