DevOps實戰：使用GitLab+Jenkins+Kubernetes(k8s)建立CI_CD解決方案

一.系統環境

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

服務器版本docker軟件版本Kubernetes(k8s)集群版本CPU架構
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)Docker version 20.10.12v1.21.9x86_64

CI/CD解決方案架構圖：
CI/CD解決方案架構圖描述：
程序員寫好代碼之后，向gitlab代碼倉庫提交代碼，gitlab檢測到變化之后，觸發CI/CD服務器Jenkins，CI/CD服務器
Jenkins構建鏡像，鏡像構建好之后推送到registry鏡像倉庫，最后使用新的鏡像在Kubernetes(k8s)環境部署。
CI/CD解決方案架構：k8scloude1作為Kubernetes(k8s)的master節點，k8scloude2，k8scloude3作為Kubernetes(k8s)的worker節點，由于機器有限，etcd1作為CI/CD服務器，鏡像倉庫，代碼倉庫。

服務器操作系統版本CPU架構進程功能描述
etcd1/192.168.110.133CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)x86_64docker，jenkinsCI/CD服務器
etcd1/192.168.110.133CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)x86_64registry鏡像倉庫
etcd1/192.168.110.133CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)x86_64gitlab，Git代碼倉庫
k8scloude1/192.168.110.130CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)x86_64docker，kube-apiserver，etcd，kube-scheduler，kube-controller-manager，kubelet，kube-proxy，coredns，calicok8s master節點
k8scloude2/192.168.110.129CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)x86_64docker，kubelet，kube-proxy，calicok8s worker節點
k8scloude3/192.168.110.128CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)x86_64docker，kubelet，kube-proxy，calicok8s worker節點

二.前言

DevOps是一種將開發（Development）和運維（Operations）相結合的軟件開發方法論。它通過自動化和持續交付的方式，將軟件開發、測試和部署等環節緊密集成，以提高效率和產品質量。在本篇博客中，我們將介紹如何使用GitLab、Jenkins和Kubernetes(k8s)來構建一個完整的CI/CD解決方案。
使用GitLab、Jenkins和Kubernetes(k8s)來構建CI/CD解決方案的前提是已經有一套可以正常運行的Kubernetes集群，關于Kubernetes(k8s)集群的安裝部署，可以查看博客《Centos7 安裝部署Kubernetes(k8s)集群》https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/16686769.html。

三.DevOps簡介

DevOps通過打破開發和運維之間的壁壘，促進了更緊密的合作和快速響應變化的能力。它強調團隊間的協作、自動化和持續改進。通過引入DevOps實踐，組織可以更快地交付軟件，并確保高質量的發布。

四.CI/CD簡介

CI/CD代表持續集成（Continuous Integration）和持續交付（Continuous Delivery）。持續集成是指團隊成員將其工作頻繁地集成到共享存儲庫中，并進行自動化構建和測試，以減少集成問題。持續交付是指將應用程序更頻繁地交付給用戶，以便快速獲得反饋并提供新功能。本次使用的CI/CD工具為Jenkins。

五.安裝并配置docker參數

etcd1機器作為集成服務器，需要下載大量鏡像，所以首先需要安裝docker，docker版本標識：社區版 docker-ce 和企業版 docker-ee。

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

為了讓鏡像下載速度變快，需要配置鏡像加速器，關于docker更多詳細內容，請查看博客《一文搞懂docker容器基礎：docker鏡像管理，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"] 
}

重啟docker使配置生效。

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

設置docker開機自啟動

[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啟動腳本，–insecure-registry=192.168.110.133:5000是鏡像倉庫的地址， 我們使用registry搭建鏡像倉庫，添加了–insecure-registry=192.168.110.133:5000參數之后，就可以使用http的方式拉取鏡像，不然默認使用https的方式拉取鏡像。
jenkins需要做的工作：構建，編譯，推送，這些操作都需要借助docker去完成，但是jenkins自身是沒有docker命令的，要讓jenkins連接到物理機的docker上，需要添加參數：-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
.....

重新加載配置文件，重啟docker。

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

查看狀態可以發現：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，修改參數成功。

[root@etcd1 ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container EngineLoaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled)Active: active (running) since 二 2022-03-29 11:37:51 CST; 20s agoDocs: https://docs.docker.comMain PID: 8083 (dockerd)Memory: 36.8MCGroup: /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

我們把鏡像推送到registry鏡像倉庫之后，k8s集群的worker節點會向registry鏡像倉庫拉取鏡像，默認使用https的方式從鏡像倉庫拉取鏡像，需要在k8s的worker節點修改docker啟動參數，添加–insecure-registry=192.168.110.133:5000，讓其使用http的方式從registry鏡像倉庫拉取鏡像。

[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

重新加載配置文件，重啟docker。

[root@k8scloude2 ~]# systemctl daemon-reload ;systemctl restart docker[root@k8scloude2 ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container EngineLoaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled)Active: active (running) since 二 2022-03-29 11:51:36 CST; 4s agoDocs: https://docs.docker.comMain PID: 57510 (dockerd)Memory: 63.6MCGroup: /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節點也需要修改docker啟動參數，添加–insecure-registry=192.168.110.133:5000，讓其使用http的方式從registry鏡像倉庫拉取鏡像。

[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

重新加載配置文件，重啟docker。

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

現在k8s集群的所有worker節點都加上了–insecure-registry=192.168.110.133:5000參數。
在etcd1機器拉取nginx鏡像，之后做web容器的時候會用到。

[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搭建鏡像倉庫

本次使用registry搭建鏡像倉庫，也可以使用harbor搭建鏡像倉庫，功能更豐富，關于harbor的詳細內容，請查看博客《搭建docker鏡像倉庫(二)：使用harbor搭建本地鏡像倉庫》。
拉取registry鏡像

[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的數據卷為：VOLUME [/var/lib/registry]，不能是其他的。
創建registry容器，registry鏡像生成容器作為私有倉庫，-p 5000:5000做端口映射，物理機端口5000:容器端口5000，
-v /myregistry:/var/lib/registry數據卷掛載，物理機目錄/myregistry:容器目錄/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

現在registry鏡像倉庫就搭建好了。

[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

此時鏡像倉庫下還沒有任何文件

[root@etcd1 ~]# ls /myregistry/

七.安裝部署gitlab代碼倉庫

7.1 創建gitlab容器

在etcd1機器下載gitlab中文版鏡像

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

創建gitlab配置文件目錄，日志目錄，代碼目錄

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

給gitlab配置文件目錄，日志目錄，代碼目錄授予777權限

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

創建gitlab容器，使用–privileged=true參數，使container內的root擁有真正的root權限。否則，container內的root只是外部的一個普通用戶權限。–privileged=true啟動的容器，可以看到很多host上的設備，并且可以執行mount。甚至允許你在docker容器中啟動docker容器。
-v指定數據卷，gitlab容器的配置文件，日志文件，數據文件也都存儲到了物理機上，我們修改對應數據卷的內容，gitlab容器的相關內容也隨之改變。-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

現在gitlab配置文件目錄，日志目錄，代碼目錄都有相關文件了。

[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

注意先讓gitlab容器運行一段時間，讓其數據進行初始化，然后再停止gitlab容器，修改配置文件。

[root@etcd1 ~]# docker stop gitlab

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

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