基於 Jenkins + Kubernetes + Argo CD 的完整 DevOps 流程記錄(1) - 環境部署

基於 Jenkins + Kubernetes + Argo CD 的完整 DevOps 流程記錄(1) – 環境部署

2022 年 5 月 18 日
筆記
Argo-CD, calico, CNI, Container-D, DevOps, docker, Jenkins, Kubernetes, Windows, 容器化

一、環境準備

1.1 鏡像倉庫

整套 DevOps 流程使用 Harbor 作為內部鏡像倉庫，所有構建產物(鏡像)都會推送到 Harbor，以備後續進行項目部署。Harbor 從 2.x 版本開始支援 OCI 標準鏡像，如果是安裝的 1.x 版本，在使用 Podman 構建鏡像的時候，需要加上 --format docker 參數，以便生成 Docker 格式的鏡像文件。

1.1.1 前置條件

配置要求: 雙核 CPU，4 GB 記憶體，硬碟 100 GB+
系統要求: Rocky Linux 8 或 CentOS 7.x
軟體要求: Docker CE、Docker-Compose

1.1.2 安裝配置

解壓 tar 文件之後，會得到一個 harbor.yml 文件，裡面可以對一些參數進行配置，例如監聽埠與默認的密碼數據。

需要進行配置的選項是 hostname 、https、harbor_admin_password，默認情況下，其他的參數不需要做特殊調整。針對 https 我們默認禁用掉，因為需要有效證書才能暴露 https 給外部服務，否則後續鏡像的推送會有問題。

關於 SSL 證書，必須要 全鏈(Full-Chain)證書 才能正常工作，可使用 amch.sh 等工具進行申請。

hostname: 10.0.0.203

# http related config
http:
  # port for http, default is 80. If https enabled, this port will redirect to https port
  port: 8088

# https related config
#https:
  # https port for harbor, default is 443
  # port: 443
  # The path of cert and key files for nginx
#  certificate: /your/certificate/path
#  private_key: /your/private/key/path

harbor_admin_password: audatex

# ... Other info.

harbor.yml 文件配置完成之後，執行 install.sh 腳本，一切正常的話，安裝完成之後，可以輸入 docker ps -a 命令查看正在運行的容器資訊。

安裝成功之後，Harbor 會為我們創建一個 docker-compose.yml 文件，如果需要手動重啟 Harbor 相關服務，可以直接安裝 Docker-Compose 工具進行操作。

1.2 源程式碼託管

本地環境我使用的是 Gogs 作為源程式碼託管平台。它們的作用基本一致，都支援倉庫級別的 WebHook 配置，以便後續進行流水線的自動觸發工作。

1.2.1 前置條件

配置要求: 雙核 CPU，4 GB 記憶體，硬碟 100 GB+
系統要求: Rocky Linux 8 或 CentOS 7.x
軟體要求: Docker CE、Docker-Compose

1.2.2 快速安裝

Gogs 的安裝需要外掛一個目錄，用於存儲具體的資料庫數據和配置資訊，這裡我們在 docker-compose.yaml 的同目錄下，建立一個 Volume 文件夾，用於存放持久化數據。需要注意的是，由於容器許可權要求，必須設置對應文件夾的所有者為 1000:1000，執行 chown -R 1000:1000 ./Volume 命令進行設置。

對應的 Docker-Compose 文件內容如下:

version: '3.5'
services:
 gogs:
   image: gogs/gogs
   container_name: gogs
   volumes:
     - ./Volume:/data
   ports:
     - 8080:3000
   restart: always

文件編寫完成之後，保存為 docker-compose.yaml 文件，在對應目錄下指定 docker-compose -d 命令，等待鏡像拉取完成之後，程式就會自動運行。

1.2.3 Gogs 配置

執行了 Docker Compose 命令之後，在瀏覽器輸入 //<宿主機 IP>:8080 即可對 Gogs 進行一些基本的配置，根據 UI 上面的提示配置即可。在 DEMO 環境當中，我選擇的是 SQLite，免去了啟動一個單獨資料庫實例的問題。

1.4 NFS 伺服器配置

NFS 伺服器主要是為了 Pod 持久化，我們需要在某台機器上部署 NFS 服務。

1.4.1 前置條件

配置要求: 雙核 CPU，記憶體 4 G，硬碟 100 GB+
系統要求: Rocky Linux 8 或 CentOS 7.x

1.4.2 快速安裝

在 Shell 當中執行以下命令，安裝 NFS 服務所需要的相關依賴。
```
yum install rpcbind nfs-utils
```

將對應的服務設置為開機自啟動。

systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind

systemctl start nfs-server
systemctl enable nfs-server

創建所需要共享的文件夾，建議每個 Deployment 分開創建，這裡我以 Jenkins 為例。
```
mkdir -p /share/jenkins
```
編輯 /etc/exports 文件，在文件內加入以下內容。
```
/share/jenkins *(rw,sync,no_root_squash,no_all_squash)
```
關於 exports 文件的內容，可以參考 //www.cnblogs.com/rootq/articles/1310888.html 裡面的詳細描述。
重載配置文件。
```
exportfs -rv
```
關閉防火牆，這裡我為了進行 DEMO 測試，是將防火牆進行了關閉處理。
```
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
```

1.5 Linux 集群初始化

目前的測試集群構成是 1 台 Master 節點，1 台工作節點，Kubernetes 混合集群的控制面都是基於 Linux 進行調度的。

1.5.1 前置條件

角色	作業系統	配置	硬碟
Master	CentOS 7.x	4 核 8G	50 GB 硬碟
Node-1	CentOS 7.x	4 核 8 G	50 GB 硬碟

1.5.2 安裝集群

在測試 DEMO 中，我直接使用的 sealos 一鍵部署的 Kubernetes Linux 集群。sealos 類似於 Kubeadm，它將具體的部署細節進行了簡化。

首先我們在 Master 節點，先下載 sealos 的二進位包，執行以下命令進行下載:

wget -c //sealyun-home.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/sealos/latest/sealos && chmod +x sealos && mv sealos /usr/bin

PS: 如果提示 -bash: wget: command not found 的話，需要運行 yum install -y wget 安裝 wget 工具。

sealos 下載完成之後，需要下載對應的集群安裝文件，這裡我使用的是 [Kubernetes 1.20.15](./Attachment Files/Kubernetes/1.20.15/kube1.20.15.tar.gz) 版本，將其上傳到 /root 目錄，執行以下命令即可進行安裝。

sealos init --passwd 'Password for all Linux nodes' \
	--master <Master IP> \
	--node <Node IP> \
	# Your kubernetes compressed package.
	--pkg-url /root/kube1.20.15.tar.gz \
	# The version of kubernetes you need to install.
	--version v1.20.15

默認情況下，如果沒有指定其他的安裝參數，Kubectl 會使用 Calico 作為網路插件。等待 sealos 安裝完成後，輸入 kubectl get nodes 查詢當前集群的狀態，一切準備就緒後就可以開始下一步操作了。

[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
k8s-master   Ready    control-plane,master   69s   v1.20.15
k8s-node-1   Ready    <none>                 37s   v1.20.15

1.5.3 網路調整

所有網路相關步驟，都是參考的 Calico 官網文檔進行操作。

首先要在 Master 節點下載並安裝 calicoctl，以便關閉 IPIP 模式，對應的二進位文件在文件夾 [Calico](./Attachment Files/Calico) 中。

將 calicoctl 文件上傳到 /usr/local/bin/ ，執行以下命令設置為可執行模式。
```
cd /usr/local/bin/
mv calicoctl-linux-amd64 calicoctl
chmod +x calicoctl
```

獲取對應的 IP Pool 資訊，並將其寫入到 ippool.yaml 文件當中。

calicoctl --allow-version-mismatch get ipPool default-ipv4-ippool  -o yaml > ippool.yaml

使用 VI 編輯對應的 ippool.yaml 文件，修改內容如下。

apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  creationTimestamp: "2022-03-26T16:14:19Z"
  name: default-ipv4-ippool
  resourceVersion: "551"
  uid: 17ef6755-a95e-458a-96ee-27242486a5e5
spec:
  allowedUses:
  - Workload
  - Tunnel
  blockSize: 26
  cidr: 100.64.0.0/10
  ipipMode: Never	# 修改 Always 為 Never.
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()
  vxlanMode: Never

應用 ippool.yaml 的變更。

calicoctl --allow-version-mismatch apply -f ippool.yaml

執行以下命令，繼續關閉 IPIP 功能。

calicoctl --allow-version-mismatch patch felixconfiguration default -p '{"spec":{"ipipEnabled":false}}'

防止 Pod 分配到 Windows 的 IP 網段。

calicoctl --allow-version-mismatch ipam configure --strictaffinity=true

1.5.4 信任鏡像倉庫

集群內的其他 Linux 節點都是使用的 Container-D 作為容器引擎，它們的配置和 Docker 是不一樣的。默認安裝 Kubernetes 集群的時候，Container-D 也沒有默認的配置文件，需要執行 mkdir -p /etc/containerd && containerd config default > /etc/containerd/config.toml 命令，將默認配置的 toml 文件輸出到指定目錄。在 [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry] 節附近，添加如下內容:

[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."<host>:<port>"]
endpoint = ["//<host>:<port>"]

其中 host 指代的鏡像倉庫的主機地址，port 指的是鏡像倉庫的埠號。修改完成之後，執行 systemctl restart containerd.service 重新啟動 Container-D 服務。

1.5.5 NFS 客戶端的安裝

在 DEMO 環境當中，如果存在多個 Node 節點，就不適用 hostPath 的方式對 Pod 數據進行持久化。所以會直接採用 NFS 的方式，提供 PV 所需要的持久化卷，在前面我們針對 NFS 進行了伺服器配置，不過這還不夠，如果不在對應的節點安裝 NFS 客戶端的話，會導致 Pod 創建失敗。

執行以下命令，在節點上安裝 NFS 客戶端:

yum install nfs-utils

執行以下命令，看是否掛載成功:

showmount -e <NFS-Server IP>

Example Output:

[root@k8s-node-1 containerd]# showmount -e 10.0.0.203
Export list for 10.0.0.203:
/share/Jenkins *

參考資料: //juejin.cn/post/6943424989961928711

1.6 Windows 節點初始化

Windows 節點上 Docker EE 的 Docker in Docker 機制，並不支援掛載 Windows 宿主機上的 Docker 進程，所以不能通過 Jenkins 的 Kubernetes Cloud Node 動態生成 Slave。在 Linux 節點上能夠使用的 Podman，在 Windows 容器中也不受支援。因此只能選擇直接部署一台 Windows Server Node，並在機器上安裝相關工具，在 Pipeline 中通過 Powershell 的方式進行調用。

1.6.1 前置條件

配置要求: 4 核 CPU，8GB 記憶體
系統要求: Windows Server 2019 – 1809

1.6.2 安裝 Docker EE

在執行所有操作之前，請確保 Windows Server 處在最新的版本，後續所有操作，我們都假設你處在 PowerShell(管理員模式) 當中。

首先我們需要為 Windows Server 安裝容器功能，打開 Powershell，在其內部輸入以下命令關閉防火牆設置，以防安裝失敗。

New-NetFireWallRule -DisplayName "Allow All Traffic" -Direction OutBound -Action Allow 
New-NetFireWallRule -DisplayName "Allow All Traffic" -Direction InBound -Action Allow

為 Windows Server 啟用容器功能並重啟。

Install-WindowsFeature -Name containers
Restart-Computer -Force

在文件夾 [Docker EE](./Attachment Files/Docker EE) 中，存有 Docker EE 的二進位安裝包，在 C:\Program Files\Docker 創建一個文件夾，將對應的壓縮文件解壓到對應目錄。

隨後，在環境變數的 Path 節中，添加 Docker 目錄，隨後在 PowerShell 執行以下命令重啟並設置為自動啟動服務。
```
dockerd --register-service
Set-Service -Name docker -StartupType 'Automatic'
Restart-Computer -Force
```

運行 docker info 命令與 docker ps -a 命令，確認 Docker EE 已經可以正常運行。

PS C:\Users\Administrator> docker info
Client:
 Context:    default
 Debug Mode: false
 Plugins:
  app: Docker App (Docker Inc., v0.9.1-beta3)
  cluster: Manage Mirantis Container Cloud clusters (Mirantis Inc., v1.9.0)
  registry: Manage Docker registries (Docker Inc., 0.1.0)

Server:
 Containers: 0
  Running: 0
  Paused: 0
  Stopped: 0
 Images: 0
 Server Version: 20.10.9
 Storage Driver: windowsfilter
  Windows:
 Logging Driver: json-file
 Plugins:
  Volume: local
  Network: ics internal l2bridge l2tunnel nat null overlay private transparent
  Log: awslogs etwlogs fluentd gcplogs gelf json-file local logentries splunk syslog
 Swarm: inactive
 Default Isolation: process
 Kernel Version: 10.0 17763 (17763.1.amd64fre.rs5_release.180914-1434)
 Operating System: Windows Server 2019 Standard Version 1809 (OS Build 17763.2746)
 OSType: windows
 Architecture: x86_64
 CPUs: 4
 Total Memory: 5.999GiB
 Name: WIN-F4GQN7VJPQP
 ID: Y7WJ:F3XG:XRV7:K36J:C7WU:JVGF:QLIY:AXBK:CKOH:AM2Y:7VIV:VF2K
 Docker Root Dir: C:\ProgramData\docker
 Debug Mode: false
 Registry: //index.docker.io/v1/
 Labels:
 Experimental: false
 Insecure Registries:
  127.0.0.0/8
 Live Restore Enabled: false
PS C:\Users\Administrator> docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

1.6.3 信任鏡像倉庫

針對 Windows 節點，因為是基於 Docker 引擎的，只需要在 C:\ProgramData\docker\config 創建一個 daemon.json 文件，並配置相關的倉庫地址即可。這裡以 10.0.0.203:8088 的倉庫為例:

{
    "insecure-registries": ["10.0.0.203:8088"]
}

配置完成之後，在 Windows 服務當中，重啟 Docker Engine 服務即可生效。

1.6.4 Hosts 文件調整

使用 sealos 快速安裝的 Kubernetes 集群，其 Kubernetes API 地址是一個偽造的域名 apiserver.cluster.local，在 Windows 節點上，如果要加入這個集群，就需要修改 Windows 節點的 Hosts 文件。(當然，最好的做法是集群內部署一台 DNS 伺服器。)

<Master 節點 IP> apiserver.cluster.local

1.6.5 配置 Windows 服務

針對 BGP 模式，需要安裝以下服務，然後重啟系統。

Install-WindowsFeature RemoteAccess
Install-WindowsFeature RSAT-RemoteAccess-PowerShell
Install-WindowsFeature Routing
Restart-Computer -Force

重啟完成之後，繼續執行以下命令。

Install-RemoteAccess -VpnType RoutingOnly
Start-Service RemoteAccess

1.6.6 安裝 Calico 網路

在 C 盤創建一個 k 文件夾。
```
mkdir c:\k
```
從 Linux 的 Master 節點上，複製 ~/.kube/config 文件到 Windows 節點上的 c:\k\config。

下載 Calico 對應的安裝腳本，準備開始安裝。

Invoke-WebRequest //projectcalico.docs.tigera.io/scripts/install-calico-windows.ps1 -OutFile c:\install-calico-windows.ps1

執行安裝腳本，記得傳入你的 Kubernetes 集群版本作為安裝參數，隨後等待 Calico 安裝完成。
```
c:\install-calico-windows.ps1 -KubeVersion 1.20.15
```

執行以下命令，驗證 Calico 服務安裝成功。

Get-Service -Name CalicoNode
Get-Service -Name CalicoFelix

安裝 Windows 節點上的 Kubernetes 組件服務。

C:\CalicoWindows\kubernetes\install-kube-services.ps1
Start-Service -Name kubelet
Start-Service -Name kube-proxy

驗證 Kubernetes 組件服務啟動成功。

Get-Service -Name kubelet
Get-Service -Name kube-proxy

以上操作完成以後，執行 kubectl get nodes -o wide 命令，就可以看到集群已經準備就緒了。

[root@k8s-master .kube]# kubectl get nodes -o wide
NAME              STATUS   ROLES                  AGE    VERSION    INTERNAL-IP   EXTERNAL-IP   OS-IMAGE                       KERNEL-VERSION           CONTAINER-RUNTIME
k8s-master        Ready    control-plane,master   54m    v1.20.15   10.0.0.60     <none>        CentOS Linux 7 (Core)          3.10.0-1160.el7.x86_64   containerd://1.5.5
k8s-node-1        Ready    <none>                 53m    v1.20.15   10.0.0.61     <none>        CentOS Linux 7 (Core)          3.10.0-1160.el7.x86_64   containerd://1.5.5
win-f4gqn7vjpqp   Ready    <none>                 103s   v1.20.15   10.0.0.62     <none>        Windows Server 2019 Standard   10.0.17763.2746          docker://20.10.9

1.6.7 污點設置

為了防止 Linux Pod 調度到 Windows 節點，導致容器無法運行的情況，我們需要為 Windows 節點都添加一個特殊的污點，只有當 Pod 顯式制定了容忍度以後才會被調度到 Windows 節點。

kubectl taint nodes <Windows 節點名稱> cattle.io/os=windows:NoSchedule

1.6.8 驗證網路互通

在 [IIS-Demo](./Attachment Files/Manifest/IIS-Demo) 文件夾中，存放有基於 IIS 的一個示例，運行之後我們可以通過 kubetl get pods -o wide 獲得它的 Pod IP 地址。

➜  IIS-Demo kubectl get pods -o wide 
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE             NOMINATED NODE   READINESS GATES
busybox                             1/1     Running   0          10m   100.85.249.1    linux-node       <none>           <none>
iis-site-windows-784844b499-4vccd   1/1     Running   0          87s   100.114.137.3   windows-node-1   <none>           <none>

獲得 IP 地址之後，使用命令 kubectl run -it --rm --restart=Never --overrides='{"spec": { "nodeSelector": { "kubernetes.io/os": "linux" } } }' busybox --image=busybox sh 在 Linux Node 上運行一個 busybox 服務。

運行成功以後，在 busybox 的 Bash，執行 ping 100.82.16.4 命令，查看是否能夠 Ping 通，如果能夠 Ping 通，說明 Linux Pod -> Windows Pod 已經可以正常通訊。

後續使用 docker exec -ti <Container Name> powershell 進入 Windows Pod 內部，執行 ping 100.85.249.1 命令，如果有返回值說明 ·Windows Pod -> Linux Pod 網路通訊是正常的。

最後在 Windows Pod 內部，執行 ping baidu.com 查看是否能夠獲取到以下內容，如果獲取成功則說明 Windows Pod -> Internet 是互通的。

PS C:\> Invoke-RESTMethod //baidu.com
<html>
<meta http-equiv="refresh" content="0;url=//www.baidu.com/">
</html>

最後是確認 Windows Pod 能夠訪問集群內部的服務，

Tags: Argo-CD calico CNI Container-D DevOps docker Jenkins Kubernetes Windows 容器化