基于容器云构建devops平台

1、基于kubernetes devops的整体方案

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。

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。

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

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：

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。

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

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。

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

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。

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：

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。

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：

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。

在gitlab中添加所创建的公钥：

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。

4）在jenkins中创建oms项目

进入jenkins，创建一个名称为oms的maven项目。

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。

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。

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。

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。

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。

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。