k8s笔记20--基于 K8S 的 cicd 概述

1 介绍
2 方案实施
- 2.1 Jenkins + kubectl + k8s
- 2.2 Jenkins + helm + k8s
- 2.3 Zadig + helm + k8s
3 注意事项
4 说明

1 介绍

近年来云服务|原生发展迅猛，企业上云已经成为家常便饭。当企业大量服务上云后，如何在云上快速部署、更新服务就是一个必须面对的问题。本文结合当下经典方案，分享以下3种常见基于 K8S的CICD方案，并加以案例介绍。

方案	概述	评价
jenkins + kubectl + k8s	jenkins job实现镜像构建和服务更新, 服务更新的时候直接通过kubeclt命令实现	jenkins 比较经典，简单易用，适合新入门的用户，UI和附加功能较少
jenkins + helm + k8s	jenkins job实现镜像构建和服务更新, 服务部署时候使用helm chart模式，服务更新的时候直接通过helm 命令实现	使用helm chart管理服务，可快速通过多个values.yaml部署不同环境的服务，同时具备jenkins的简单医用特性，UI和附加功能较少
zadig + helm + k8s	直接使用zadig实现镜像构建和服务更新，服务部署的时候使用helm chart模式	既有helm chart优秀功能，又具备良好的UI，且具备多个优秀的附加功能

注意:
此处第3种方案中Zadig 是 KodeRover 公司基于 Kubernetes 自主设计、研发的开源分布式持续交付 (Continuous Delivery) 产品，其可以被很多大公司内部的服务部署&发布系统代替。

本文受限于篇幅和时间，只出略讲了3种方案，很多实施细节暂未来得及补充，后续笔者会基于本文出一系列基于K8S的CICD实战教程，并将链接更新补充在此处，欢迎有需要的小伙伴关注！

2 方案实施

上述已经介绍了3种主流 k8s cicd 方案的优缺点，此处继续通过案例进一步详细说明。

2.1 Jenkins + kubectl + k8s

本方案主要使用 build_docker 来构建镜像，然后通过 deploy_kubectl 将镜像发布到集群，以下为相关参数和 jenkins script脚本说明。

build_docker job 如下
1）图1 主要参数

build 流程中，我们一般提供给用户 git repo名称、分支、镜像repo-name 等几个核心参数即可，也可按需添加附加参数。
2）图2 执行结果

执行过程中我们可以动态生成镜像tag，并把它输出在 description栏目，方便用户获取镜像 tag。
3）pipeline script

gitlab_repo = "${params.gitlab_repo}"
def split = gitlab_repo.split("/")
def repo_name = split[1]
build_node = 'knode-pc'
branch_name = "${params.branch_name}"
dockerhub_repo = "${params.dockerhub_repo}"
repo_url = "git@xx.xx.xx.xx:${gitlab_repo}.git"import java.text.SimpleDateFormat;
def createVersion() {def dateUnix = ((new Date().time + 8*3600*1000) / 1000).intValue()Date dateObj =  new Date( ((long)dateUnix) * 1000 )String ymd = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd-HHmm").format(dateObj)return "${ymd}"
}
image_version = createVersion()
work_dir = "${repo_name}-${image_version}"build_user=""
node{wrap([$class: 'BuildUser']) {build_user = env.BUILD_USER}
}
println("build_user=${build_user}")default_description = "${build_user} ${gitlab_repo}/${branch_name}:${image_version}"
currentBuild.description = "${default_description}"pipeline {agent {node {label "${build_node}"}}environment {repo_name1 = "${repo_name}"}stages {stage('Clean workspace') {agent {node {label "${build_node}"}}steps {sh """rm -rf ${work_dir}"""}}stage("Clone Repo"){agent {node {label "${build_node}"}}steps {dir("${work_dir}"){deleteDir()git(url: "${repo_url}",credentialsId: '73d34b09-yourCredentialsId-142643489274',branch: "${branch_name}")sh """pwd && ls -la"""}}}stage('Build docker images') {agent {node {label "${build_node}"}}steps {dir("${work_dir}"){sh """if [ ! -f Dockerfile ]thenecho "No available Dockerfile in workspace"exit 0fipwdlsdocker build -f Dockerfile -t ${dockerhub_repo}:${image_version} .docker push ${dockerhub_repo}:${image_version}docker rmi ${dockerhub_repo}:${image_version}"""}}}stage('Set tag') {agent {node {label "${build_node}"}}steps {dir("${work_dir}"){sh """git tag ${branch_name}_${image_version}git push origin ${branch_name}_${image_version}"""}sh """rm -fr ${work_dir}"""}}}post {always {echo 'I have finished'}success {sh """echo "@${build_user} build_docker notify: ${gitlab_repo}/${branch_name}:${image_version}, succeed!""""}failure {sh """echo "@${build_user} build_docker notify: ${gitlab_repo}/${branch_name}:${image_version}, failed!""""}}
}

deploy_kubectl job 如下：
1）图1主要参数

deploy 流程中，我们一般提供用户命名空间选项、deployment_name选项、docker repo 、docker image tag、container名称等选项即可

2）图2执行结果

3）pipeline script

namespace = "${params.namespace}"
deployment_name = "${params.deployment_name}"
dockerhub_repo = "${params.dockerhub_repo}"
image_version = "${params.image_version}"
container_name = "${params.container_name}"
build_node = 'knode-pc'default_description = "${namespace}/${deployment_name} ${image_version}"
currentBuild.description = "${default_description}"pipeline {agent { node { label "$build_node" } }stages {stage('check-deploy') {agent { node { label "$build_node"} }steps {echo "Hello, check deployment ${namespace}/${deployment_name} exists"sh "/usr/bin/kubectl --kubeconfig /home/xg/.kube/config -n ${namespace} get deploy ${deployment_name}"}}stage('deploy') {agent { node { label "$build_node" } }steps {echo 'Hello, deploy to k8s'sh """/usr/bin/kubectl --kubeconfig /home/xg/.kube/config -n ${namespace} set image deployment/${deployment_name} ${container_name}=ccr.ccs.tencentyun.com/${dockerhub_repo}:${image_version}"""}}}post {always {echo 'I have finished'}success {sh """echo "curl deploy_kubectl: ${namespace}/${deployment_name} ${image_version}, succeed!""""}failure {echo "${namespace}/${deployment_name} ${image_version}, failed!"sh """echo "curl deploy_kubectl notify: ${namespace}/${deployment_name} ${image_version}, failed!""""}}
}

此处为了使文档相对简洁，暂未详细介绍 jenkins 相关内容，若有需要可参考笔者 jenkins 相关博文：
docker笔记3–配置jenkins
Devops - cicd 01-08 系列文章

2.2 Jenkins + helm + k8s

本方案主要使用 build_docker 来构建镜像，然后通过 deploy_helm 将镜像发布到集群，以下为相关参数和 jenkins script脚本说明。

build_docker job 直接复用上面的流程，此处就不再单独介绍了。

deploy_helm job 如下：
1）图1主要参数

deploy_helm 流程中，我们一般提供用户 app name选项、命名空间选项、镜像版本选项、服务环境选项(用于区分不同的 {deploy_env}-values.yaml)

2）图2执行结果

3）pipeline script

helm_app_name = "${params.helm_app_name}"
namespace = "${params.namespace}"
deployment_name = "${params.helm_app_name}"
version = "${params.version}"
deploy_env = "${params.deploy_env}"
build_node = 'knode-pc'
repo_url = "git@xx.xx.xx.xx:root/sre-helm.git"import java.text.SimpleDateFormat;
def createVersion() {def dateUnix = ((new Date().time + 0) / 1000).intValue()Date dateObj =  new Date( ((long)dateUnix) * 1000 )String ymd = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd-HHmm").format(dateObj)return "${ymd}"
}
ymd = createVersion()
image_version = createVersion()
work_dir = "deploy-helm-${image_version}"build_user=""
node{wrap([$class: 'BuildUser']) {build_user = env.BUILD_USER}
}
println("build_user=${build_user}")default_description = "${build_user} ${namespace}/${deployment_name} ${version}"
currentBuild.description = "${default_description}"pipeline {agent { node { label "${build_node}" } }stages {stage('check-deploy') {agent { node { label "${build_node}"} }steps {echo 'Hello, check deployment exists'sh """helm --kubeconfig /home/xg/.kube/config -n ${namespace} status ${deployment_name}"""}}stage("Clone Repo"){agent {node {label "${build_node}"}}steps {dir("${work_dir}"){deleteDir()git(url: "${repo_url}",credentialsId: '73d34b09-yourCredentialsId-142643489274',branch: "helm")sh """pwd && ls -la"""}}}stage('deploy') {agent { node { label  "${build_node}"} }steps {echo 'Hello, deploy to k8s'dir("${work_dir}"){sh """helm --kubeconfig /home/xg/.kube/config upgrade ${deployment_name} ./${deployment_name} -n ${namespace} -f ./${deployment_name}/${deploy_env}-values.yaml --set image.tag=${version}"""}}}}post {always {echo 'I have finished'echo "rm -fr ./${work_dir}"}success {echo "${namespace}/${deployment_name} ${version}, succeed!"sh """echo "curl succeed message here""""}failure {echo "${namespace}/${deployment_name} ${version}, failed!"sh """echo "curl failed message here""""}}
}

此处为了使文档相对简洁，暂未详细介绍 helm 相关内容，若有需要可参考笔者 helm 相关博文：
k8s笔记7.1–快速入门helm
k8s笔记7.2–搭建私有helm仓库
k8s笔记7.3–基于gitlab、jenkins、helm、k8s的CI/CD
k8s笔记7.4–helm构建无端口类型chart

2.3 Zadig + helm + k8s

本方案使用helm chart 的方式将服务部署在集群中，然后使用 zadig 的 ci 和 cd 功能实现服务的构建和部署。
zadig 中提供给用户使用的是工作流，类似于jenkins 中的 job|pipeline，一般只需要给项目提供一个通用的构建部署工作流和一个通用的交付物部署工作流即可，如下图所示。

1）构建部署=服务镜像+发布服务

2）交付物部署=已有镜像发布服务

此处为了使文档相对简洁，暂未详细介绍 zadig 相关内容，若有需要可参考笔者 zadig 相关博文或官方文档：
k8s笔记14–初次体验开源云原生软件交付平台zadig

3 注意事项

笔者kubectl 部署服务的时候需要输入多个参数，包括 deployment 名称和 container 名称，实际上很多用户不一定会关注容器名称，因此我们也可以通过 kubectl apply -f app-deploy.yaml 的方式来更新服务，更新过程中通过 shell 将 ymal 中的image tag替换即可。
zadig 既可部署 k8s yaml 项目，也可以 helm chart 项目; 但是部署 yaml 项目的时候通常需要删除后重新部署，部署 helm chart 的时候可以在已有 app 存在的情况下部署，因此实际项目中建议有限使用 helm chart 部署项目。

4 说明

核心软件环境：
ubuntu server 18.04
k8s 1.23.6
Jenkins 2.354
zadig 1.12.0 (k8s 1.19.3)
helm v3.6.1
主要参考文档：
jenkins 官方文档
helm 官方文档
zadig官方文档

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