如何用jenkins和gitlab实现CICD

CICD核心概念

CICD是持续集成（continuous integration，CI），持续交付（continuous delivery，CD），持续部署（continuous Deployment，CD）的简称。
指在开发过程中自动执行一系列脚本来减低开发引入bug的概率，在新代码从开发到部署的过程中，尽量减少人工的介入。

1，持续集成
持续集成指的是，频繁地（一天多次）将代码集成到主干。

它的好处有两个：
1）快速发现错误：每完成一点更新，就集成到主干，可以快速发现错误，定位错误也比较容易。
2）防止分支大幅偏离主干：如果不是经常集成，主干又在不断更新，会导致以后集成的难度变大，甚至难以集成。

持续集成的目的：
让产品可以快速迭代同时还能保持高质量，它的核心措施是：代码集成到主干之前，必须通过自动化测试，只要有一个测试用例失败，就不能集成。
Martin Fowler说过，"持续集成并不能消除Bug，而是让它们非常容易发现和改正。"

2， 持续交付
持续交付指的是频繁的将软件的新版本交付给质量团队或用户，以供评审，如果评审通过，代码就进入生产阶段。
持续交付可以看作是持续集成的下一步，强调的是，不管怎样更新，软件是随时随地可以交付的。

3，持续部署
持续部署是持续交付的下一步，指的是代码通过评审之后，自动部署到生产环境。
持续部署的目标是：代码在任何时候都是可以部署的，可以进入生产阶段。
持续部署的前提是能自动化完成测试，构建，部署等步骤。

持续部署与持续交付的区别，可以参考下图：

Docker，kubernetes的CICD实现思路

jenkins是一个比较流行的持续集成工具。
GitLab是存储镜像的镜像仓库。

流程详解：
由客户端将代码push推送到git仓库，gitlab上配置了一个webHook的东西可以触发Jenkins的构建。进入到Jenkins虚线范围内，它所做的事情非常多，从mvn构建代码，对代码进行静态分析，做单元测试，测试通过之后就可以build镜像，镜像构建成功后就把镜像push推送到Harbor镜像仓库中，镜像push推送到镜像仓库后，我们就可以调用kubernetes集群的restAPI更新服务，而后kubernetes接收到了更新的指令，从Harbor镜像仓库pull拉取镜像，从而完成服务的更新与重启，最后我们从客户端来访问kubernetes集群的服务。

项目实践

项目环境：

项目实施：

本文所用到的安装包和插件我已上传至百度网盘：链接：https://pan.baidu.com/s/17mDLgSZ218a-zYhjYddhiA
提取码：nyxh

1，部署kubernetes集群（前三台主机）：

部署kubernetes集群可参考博文kubeadm部署kubernetes集群

#确保k8s集群正常运行：
[root@master ~]# kubectl get nodes 
NAME     STATUS   ROLES    AGE    VERSION
master   Ready    master   112d   v1.15.0
node01   Ready    <none>   112d   v1.15.0
node02   Ready    <none>   112d   v1.15.0

2，集群中部署harbor私有仓库**

可以选择任意一台服务器，这里选择master作为harboar私有仓库。详细配置可参考博文kubernetes部署Harbor私有仓库

[root@master ~]# yum -y install yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
[root@master ~]# curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.25.0-rc4/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
[root@master ~]# chmod +x /usr/local/bin/docker-compose 
[root@master harbor]# wget https://storage.googleapis.com/harbor-releases/release-1.7.0/harbor-offline-installer-v1.7.4.tgz
[root@master harbor]# tar xf harbor-offline-installer-v1.7.4.tgz 
[root@master harbor]# cd harbor/
[root@master harbor]# vim harbor.cfg 

[root@master harbor]# ./install.sh   #执行安装脚本
[Step 4]: starting Harbor ...
Creating network "harbor_harbor" with the default driver
Creating harbor-log ... done
Creating redis              ... done
Creating registryctl        ... done
Creating harbor-adminserver ... done
Creating harbor-db          ... done
Creating registry           ... done
Creating harbor-core        ... done
Creating harbor-portal      ... done
Creating harbor-jobservice  ... done
Creating nginx              ... done

✔ ----Harbor has been installed and started successfully.----

Now you should be able to visit the admin portal at http://172.16.1.30. 
For more details, please visit https://github.com/goharbor/harbor .

#登录web 界面新建仓库，URL：http://172.16.1.30
默认用户名：admin 密码：Harbor12345

#修改docker配置文件（且重启docker）并登录harbor：（集群中的三个节点做相同操作）
[root@master harbor]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

[root@master harbor]# systemctl daemon-reload
[root@master harbor]# systemctl restart docker
[root@master harbor]# docker login  -uadmin -pHarbor12345 172.16.1.30:80
WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded
#node01和node02操作同上（都需登录harbor）

#在harbor服务器（master）上，将镜像上传到私有仓库：

[root@master harbor]# docker pull nginx:latest
[root@master harbor]# docker tag nginx:latest 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v1.0
[root@master harbor]# docker push 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v1.0 
The push refers to repository [172.16.1.30:80/cicd/nginx]
12fdf55172df: Pushed 
002a63507c1c: Pushed 
1c95c77433e8: Pushed 
v1.0: digest: sha256:099019968725f0fc12c4b69b289a347ae74cc56da0f0ef56e8eb8e0134fc7911 size: 948

#创建认证登录密钥，以保证kubernetes能够拉取harbor仓库中的私有镜像：

[root@master harbor]# kubectl create secret docker-registry login --docker-server=172.16.1.30:80 --docker-username=admin --docker-password=Harbor12345
secret/login created
[root@master harbor]# kubectl get secrets 
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-wswg2   kubernetes.io/service-account-token   3      113d
login                 kubernetes.io/dockerconfigjson        1      33s

#选择集群中的某个节点测试是否能够从Harbor私有仓库中拉取镜像：

[root@node01 ~]# docker pull 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v1.0
v1.0: Pulling from cicd/nginx
1ab2bdfe9778: Pull complete 
a17e64cfe253: Pull complete 
e1288088c7a8: Pull complete 
7ee7d3fe92e1: Pull complete 
Digest: sha256:763562fbc544806c1305304da23d36d0532f082325a1c427996474e304313801
Status: Downloaded newer image for 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v1.0
[root@node01 ~]# docker images | grep "172.16.1.30"
172.16.1.30:80/cicd/nginx   v1.0                c6ad7233ab97        10 minutes ago      126MB

ok，证明kubernetes和Harbor私有仓库部署完毕。接下来部署jenkins+gitlab，并配置联动。

3，部署jenkins+gitlab

#在最后一台主机172.16.1.33上进行操作。
1），基本环境准备
#关闭防火墙：

[root@docker-cicd ~]# systemctl stop firewalld
[root@docker-cicd ~]# systemctl status firewalld
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:firewalld(1)

#禁用selinux：
[root@docker-cicd ~]# vim /etc/sysconfig/selinux

2）部署jenkins服务

[root@docker-cicd ~]# mkdir CICD
[root@docker-cicd ~]# cd CICD/
[root@docker-cicd CICD]# tar zxf jdk-8u131-linux-x64.tar.gz 
[root@docker-cicd CICD]# mv jdk1.8.0_131/ /usr/java
#设置全局变量：
[root@docker-cicd CICD]# vim /etc/profile
在最后添加以下配置项：
export JAVA_HOME=/usr/java
export JRE_HOME=/usr/java/jre
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar

[root@docker-cicd CICD]# source /etc/profile #使其环境变量生效
[root@docker-cicd CICD]# java -version  #验证java环境
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

#安装tomcat
[root@docker-cicd CICD]# tar zxf apache-tomcat-7.0.54.ta
[root@docker-cicd CICD]# mv apache-tomcat-7.0.54 /usr/tomcat7
[root@docker-cicd CICD]# cd /usr/tomcat7/webapps/
[root@docker-cicd webapps]# ls
docs  examples  host-manager  manager  ROOT
[root@docker-cicd webapps]# rm -rf *   #删除tomcat网页目录原有文件
#将jenkins war包上传至tomcat的网页根目录下
[root@docker-cicd webapps]# ls   
jenkins.war

#修改tomcat的字符集：
[root@docker-cicd webapps]# vim /usr/tomcat7/conf/server.xml 

#在tomcat中定义jenkins的家目录（/data/jenkins）
[root@docker-cicd webapps]# vim /usr/tomcat7/bin/catalina.sh 
export CATALINA_OPTS="-DJENKINS_HOME=/data/jenkins"
export JENKINS_JAVA_OPTIONS="-Djava.awt.headless=true  -Dhudson.ClassicPluginStrategy.noBytecodeTransformer=true"

#启动tomcat（即启动jenkins）

[root@docker-cicd webapps]# /usr/tomcat7/bin/catalina.sh start
Using CATALINA_BASE:   /usr/tomcat7
Using CATALINA_HOME:   /usr/tomcat7
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/tomcat7/temp
Using JRE_HOME:        /usr/java/jre
Using CLASSPATH:       /usr/tomcat7/bin/bootstrap.jar:/usr/tomcat7/bin/tomcat-juli.jar
Tomcat started.

[root@docker-cicd webapps]# ss -anput | grep 8080
tcp    LISTEN     0      100      :::8080                 :::*                   users:(("java",pid=41682,fd=46))

#浏览器登录jenkins web界面，在web界面中配置安装jenkins
URL:http://172.16.1.33:8080/jenkins

[root@docker-cicd webapps]# cat /data/jenkins/secrets/initialAdminPassword
36ceb6eeb1bc46af8ce20935b81d8fe8

将管理员密码粘贴上后，点击“继续”。

#左边是自动安装，右边是自定义安装，我们选择安装推荐的插件。

选择离线安装，断掉网络失败后，点击继续。



登录界面如下：

#安装必要插件
1）首先安装中文插件：系统管理----->插件管理----->avalilable(可选)然后搜索localization-zh-cn

安装成功后，重新启动jenkins，可以发现界面已经支持中文了：

#还需安装3个插件，搜索gitlab安装：Gitlab Authentication、GitLab、Gitlab Hook

安装过程可能较慢，耐心等待，

插件下载成功后，勾选重启jenkins选项即可：

如果网络问题导致无法下载成功，还可以在服务器目录下进行上传插件：/var/lib/jenkins/plugins这个目录是存放所有安装的插件。（插件已上传至网盘）

3）部署gitlab服务

[root@docker-cicd CICD]# rpm -ivh gitlab-ce-11.9.8-ce.0.el6.x86_64.rpm 
warning: gitlab-ce-11.9.8-ce.0.el6.x86_64.rpm: Header V4 RSA/SHA1 Signature, key ID f27eab47: NOKEY
Preparing...                          ################################# [100%]
Updating / installing...
   1:gitlab-ce-11.9.8-ce.0.el6        ################################# [100%]

#为了解决端口冲突，修改gitlab配置文件：
[root@docker-cicd CICD]# vim /etc/gitlab/gitlab.rb


因没有部署dns，所以url修改为本机ip，80默认是http服务的端口，unicorn[‘port’]默认是8080，同样与上边的jenkins8080端口冲突，所以分别修改为81和8081。

#初始化并启动gitlab：
[root@docker-cicd CICD]# gitlab-ctl reconfigure

#确定81端口正常监听：
[root@docker-cicd CICD]# netstat -anput | grep -w 81 
tcp        0      0 0.0.0.0:81              0.0.0.0:*               LISTEN      47382/nginx: master 

#浏览器登录gitlab，并在web界面中进行配置
URL：http://172.16.1.33:81/
登录gitlab后需要先设置一个密码再登录，这里设置1234.com（需要符合密码复杂性要求，最少8位），用户默认为root。

#配置ssh密钥认证：
部署jenkins和gitlab这两个服务的联动，需要经过ssh验证。
首先在gitlab上绑定jenkins服务器的ssh公钥（因为是部署在同一台服务器上，所以绑定自己的公钥）

[root@docker-cicd ~]# ssh-keygen -t rsa 
[root@docker-cicd ~]# cat /root/.ssh/id_rsa.pub 
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDW7s9qm08DaiShtnjBbUUwOpFYmvYaqUuqrIrXHrvcGGQDlte6Ug0R7/K5Igz4HKsjZIFCCblzgH2VLIk6FM0L+eccKnW8/uSywQcKclgK3gqiTRBDiqSt4NqYQz1R8hEW3KbXkXXUIU8kJ3svehxzG0Y8lUrMy7zEhkJ6vod7z5wcJeayzVfkro6Xd4TMiRrasXilApRiIr1Sr9Z9dWgWQkCCM85pQeZZirsZ/w4fT6gwRpP1kTtRBggDnXGi7lfWkMbKYljKMuG4jp92K8mRBLyjsg6Lkq0hkKAOToftwmpCx8CA/05LhMexvDnJXyFg/o+8yG+o0qmrlSvojl+N root@docker-cicd

复制这个公钥，然后登陆gitlab，点击右上角的设置：

#在gitlab上创建一个代码仓库：


输入一个仓库的名字 权限选择公共的（public）然后直接点击创建：

点击新建一个new.file：


创建完成后，在本地测试是否能够拉取仓库中的文件：

[root@docker-cicd ~]# git clone git@172.16.1.33:root/my-test-project.git

[root@docker-cicd ~]# cd my-test-project/
[root@docker-cicd my-test-project]# ls
index.html
[root@docker-cicd my-test-project]# cat index.html 
print: "hello world!!"

4）配置jenkins和gitlab联动



该URL链接：

#执行构建操作：

#!/bin/bash               
#定义变量（存放数据的目录）
backupcode="/data/backcode/$JOB_NAME/$BUILD_NUMBER"
#创建该目录
mkdir -p $backupcode        
#对jenkins家目录（/data/jenkins）下的workspace/设置所需拥有的权限
chmod 644 "$JENKINS_HOME"/workspace/"$JOB_NAME"/*   
#使用rsync工具拷贝并同步数据
rsync -acP "$JENKINS_HOME"/workspace/"$JOB_NAME"/*  $backupcode
#以下操作是编写一个Dockerfile文件(将修改的内容拷贝到新镜像中)
echo FROM  172.16.1.30:80/cicd/nginx:v1.0 > "$JENKINS_HOME"/workspace/Dockerfile   #源镜像就使用私有仓库中镜像
echo COPY ./"$JOB_NAME"/* /usr/share/nginx/html/ >> "$JENKINS_HOME"/workspace/Dockerfile
#删除旧版本的镜像（因为存在会持续不断的进行构建）
docker rmi 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v2.0
#使用docker build 通过该dockerfile构建新版本镜像
docker build -t 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v2.0 /"$JENKINS_HOME"/workspace/.
#将新生成的新镜像push到私有仓库上
docker push 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v2.0
#删除之前版本的deployment资源（nginx应用）
ssh root@172.16.1.30 kubectl delete deployment nginx
#重新创建nginx应用（这次从仓库中拉取的镜像是新生成的镜像）
ssh root@172.16.1.30 kubectl apply -f /root/yaml/nginx.yaml
注意：/root/yaml/nginx.yaml此路径是自定义的，后边需要在该目录下创建nginx的YAML文件（路径保持一致，否则会导致构建失败）

这里面写的是jenkins构建时会执行的shell脚本，这个脚本才是实现持续集成核心，它实现了下端kubernetes自动更新容器的操作。

注意：脚本中所定义的内容，得根据你们自己当前的环境进行定义（比如主机地址，私有仓库镜像和存放文件路径都是不同的），脚本编写较易，可根据自己的需求进行修改。

#编写完脚本后不要保存，下面的这个插件很重要，就是他实现自动化更新的webhook插件，首先复制下图的jenkins URL地址，然后去gitlab上绑定webhook：

复制url后点击保存：

##登录github进行操作



点击添加后，可以看到有报错提示：gitlab默认设置不允许向自己发送webhook（因为我们是部署在一台服务器上），如下图所示：

##修改全局配置，勾选允许发送本地请求：

#修改成功后，重新添加web hook：

#添加完成后，会出现一个版块，测试连接：

证明jenkins与gitlab联动成功。

#如果添加webhook出现以下报错信息，则需要在jenkins上的“全局安全配置” 中开启匿名访问权限，然后重新添加。报错信息如下图：

5）配置jenkins免密登录kubernetes集群
配置免密登录的目的是为了在构建时，能够去执行master中的YAML文件。

#将jenkins主机上的密钥对拷贝给master节点，以实现能够免密登录集群中的master：
[root@docker-cicd ~]# ssh-copy-id root@172.16.1.30

到此，集成环境部署完毕，接下来进行测试。

5，测试部署环境

在gitlab上新建代码，删除代码，修改代码，都会触发webhook进行自动部署。最终会作用在所有的nginx容器中，也就是我们的web服务器。
#首先将jenkins和gitlab这台主机登录harbor私有仓库：
1）安装docker：

[root@docker-cicd ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@docker-cicd yum.repos.d]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
[root@docker-cicd yum.repos.d]# yum repolist #查看可用的repo源
[root@docker-cicd yum.repos.d]# yum -y install docker-ce
[root@docker-cicd yum.repos.d]# systemctl start docker
[root@docker-cicd yum.repos.d]# systemctl enable docker
[root@docker-cicd yum.repos.d]# docker -v
Docker version 19.03.6, build 369ce74a3c

2）修改docker配置文件：
[root@docker-cicd yum.repos.d]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

#重新加载docker服务：
[root@docker-cicd yum.repos.d]# systemctl daemon-reload
[root@docker-cicd yum.repos.d]# systemctl restart docker

3）登录harbor仓库：

[root@docker-cicd ~]# docker login  -uadmin -pHarbor12345 172.16.1.30:80
WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded

4）在master上创建在shell脚本中定义的nginx应用的YAML文件（部署web服务）：

[root@master ~]# mkdir yaml
[root@master ~]# cd yaml/
[root@master yaml]# vim nginx.yaml 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 2    #定义两个副本
  template:
    metadata:
      labels:
        web: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: 172.16.1.30:80/cicd/nginx:v2.0   #镜像指定私有仓库中的镜像（注意：版本为在jenkins上新构建的版本）
        imagePullPolicy: Always    #定义镜像策略（每次创建pod时，总是从仓库中重新拉取镜像）
        ports:
        - containerPort: 80
      imagePullSecrets:    #添加imagePullSecrets字段，指定刚才创建的登录密钥（login）
      - name: login
---
apiVersion: v1     #创建service资源（映射web端口为31234）
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 31234
  selector:
    web: nginx

#在gitlab上修改或新建代码（例如修改之前创建的index.html文件）




#点击提交后，会触发webhook，进行构建：

控制台输出信息中会显示构建过程中的详细信息，如果在构建的过程中那个环节出现了问题，也能在信息中准确的查看到，如下图所示：



#浏览器访问web服务（nginx)，URL：http://172.16.1.30:31234

#在gitlab上重新修改代码：
//修改内容:<h2>hello world, This is two build</h2>

再次触发webhook，重新构建：

#重新通过浏览器访问nginx服务：

#第三次在gitlab上修改代码：
//修改代码为：<h2>hello world, This is three build</h2>

#重新通过浏览器访问nginx：

#在服务器本地查看上面构建的项目和文件：

[root@docker-cicd ~]# cd /data/
[root@docker-cicd data]# ls   
backcode  jenkins  #backcode为我们创建的存放构建项目的目录，一个为jenkins的家目录

[root@docker-cicd data]# cd backcode/test/
[root@docker-cicd test]# ls   #在当前目录下存放了所构建的项目
10  11  12  3  4  5  6  7  8  9
[root@docker-cicd test]# cat 12/index.html  #而目录中的内容正是我们所构建的代码
<h2>hello world, This is three build</h2>

[root@docker-cicd test]# cd ../../jenkins/workspace/
[root@docker-cicd workspace]# ls 
Dockerfile  test 
[root@docker-cicd workspace]# cat test/index.html 
<h2>hello world, This is three build</h2>
#在jenkins家目录下存放了Dcokerfile文件和最新构建的代码

至此，CICD项目部署完毕，Kubernetes中的web应用，会通过jenkins+gitlab的自动构建，无需人工的介入，自动部署并更新web界面，减少了在生产中出现的bug的概率，等待时间及更高的产品质量。