GitLab CIを使用したKubernetesのCI/CDパイプライン

GitLab Kubernetes

現代のソフトウェア開発は、迅速なデプロイメントサイクル、スケーラビリティ、およびレジリエンスを要求します。Kubernetesはスケーラブルなコンテナ化アプリケーション管理を可能にするオーケストレーションプラットフォームとして登場しました。GitLab CI/CDパイプラインと組み合わせることで、Kubernetesのデプロイメントは自動化され、再現可能で信頼性の高いものになります。

この記事では、GitLab CIを使用したKubernetesのためのCI/CDパイプラインの設定に関する技術的な詳細を探ります。

前提条件

CI/CDパイプラインを構成する前に、以下の要件が満たされていることを確認してください：

GitLabアカウント：CI/CDパイプラインが構成されるGitLabリポジトリへのアクセス。
Kubernetesクラスター：Minikube（ローカルテスト用）やGoogle Kubernetes Engine（GKE）、Amazon EKS、Azure AKSなどの管理されたクラスターなど、既存のKubernetesクラスター。
kubectl：クラスターとの対話のためにKubernetesコマンドラインツールがインストールされ、構成されている必要があります。
Helm（オプション）：アプリケーションのデプロイと管理のためのKubernetesパッケージマネージャー。
GitLab Runner：CI/CDジョブを実行するために、GitLab Runnerがインストールされ、プロジェクトに登録されていることを確認してください。
Docker：コンテナイメージをコンテナレジストリにビルドし、プッシュするために必要です。

GitLabとのKubernetes統合の設定

Kubernetesクラスターを接続する

KubernetesをGitLabに統合することで、パイプラインから直接シームレスにデプロイメントとリソース管理が可能になります。以下の手順に従ってください：

GitLabプロジェクトのダッシュボードに移動します。
インフラストラクチャ > Kubernetesクラスターに移動します。
Kubernetesクラスターを追加をクリックし、既存のクラスターに接続するか、クラウドプロバイダーを使用して新しいクラスターを作成します。
ロールベースのアクセス制御（RBAC）を使用して、GitLabに適切な権限を割り当てます。

RBACの構成

RBACは、Kubernetesリソースへのアクセス権を定義します。以下はRBACを設定するためのYAML構成の例です：

YAML

apiVersion: v1

kind: ServiceAccount

metadata:

  name: gitlab-sa

  namespace: default

---

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1

kind: ClusterRoleBinding

metadata:

  name: gitlab-cluster-admin

roleRef:

  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

  kind: ClusterRole

  name: cluster-admin

subjects:

- kind: ServiceAccount

  name: gitlab-sa

  namespace: default

構成を適用

kubectlを使用してYAMLファイルを適用します：

YAML

kubectl apply -f gitlab-rbac.yaml

認証のためのトークンを生成

GitLabに必要なサービスアカウントトークンを抽出します：

YAML

kubectl -n default get secret $(kubectl -n default get sa/gitlab-sa -o jsonpath='{.secrets[0].name}') -o jsonpath='{.data.token}' | base64 --decode

このトークンをGitLabのKubernetes構成設定に貼り付けます。

GitLab CI/CDパイプラインの構成

.gitlab-ci.ymlを定義する

GitLab CI構成ファイルは、パイプラインのステージ、変数、およびコマンドを定義します。以下は構成の例です：

YAML

image: docker:20.10

​

stages:

  - build

  - test

  - deploy

​

variables:

  KUBE_NAMESPACE: default

  KUBECONFIG: "/root/.kube/config"

  IMAGE_TAG: $CI_COMMIT_SHA

  REGISTRY: registry.gitlab.com/username/project

​

services:

  - docker:dind

​

before_script:

  - apk add --no-cache curl jq bash git

  - curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.22.0/bin/linux/amd64/kubectl

  - chmod +x ./kubectl && mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

  - echo "$KUBE_CONFIG" | base64 -d > $KUBECONFIG

  - chmod 600 $KUBECONFIG

​

build:

  stage: build

  script:

    - docker build -t $REGISTRY:$IMAGE_TAG .

    - docker login -u $CI_REGISTRY_USER -p $CI_REGISTRY_PASSWORD $CI_REGISTRY

    - docker push $REGISTRY:$IMAGE_TAG

​

unit-test:

  stage: test

  script:

    - echo "Running tests..."

    - ./run-tests.sh

​

deploy:

  stage: deploy

  script:

    - kubectl set image deployment/my-app my-app=$REGISTRY:$IMAGE_TAG -n $KUBE_NAMESPACE

  only:

    - main

構成の説明

ステージ: パイプラインは、モジュラー実行のためにビルド、テスト、デプロイのステージに分割されています。
変数: 画像タグや名前空間などの環境変数は、構成管理を簡素化します。
before_script: 依存関係をインストールし、Kubernetesの認証を設定します。
イメージタグ付け: 各イメージバージョンを一意に識別するためにコミットSHAを使用します。
デプロイメント: コンテナイメージを設定することにより、Kubernetesデプロイメントを更新します。

シークレット管理

GitLab CIは、変数を使用して安全なシークレット管理をサポートします：

設定 > CI/CD > 変数に移動します。
KUBE_CONFIG、 CI_REGISTRY_USER、および CI_REGISTRY_PASSWORDのような必要な変数を追加します。

変数として追加する前にkubeconfigをエンコードします：

YAML

cat ~/.kube/config | base64 | tr -d '\n'

結果をGitLabのKUBE_CONFIGとして追加します。

Helmデプロイメント

Helmは、再利用可能なチャートを使用してKubernetesのデプロイを簡素化します。例のHelm構成：

YAML

apiVersion: v2

name: my-app

version: 1.0.0

appVersion: 1.0.0

​

image:

  repository: registry.gitlab.com/username/project

  tag: latest

​

service:

  type: ClusterIP

  port: 80

パイプラインにHelmコマンドを追加します：

YAML

deploy:

  stage: deploy

  script:

    - helm upgrade --install my-app ./helm-chart --set image.tag=$IMAGE_TAG

監視とデバッグツール

GitLabのCI/CD > パイプラインでパイプラインの状態を監視します。次のようなツールを使用します：

PrometheusとGrafana: メトリクスと可視化のため。
Kubernetesダッシュボード: クラスター管理。
kubectl logs: デプロイメントログを取得します。

YAML

kubectl logs -f deployment/my-app

結論

この記事では、GitLab CIを使用してKubernetes向けのCI/CDパイプラインを構成する方法について説明しています。前提条件、YAML構成、シークレット管理、Helmデプロイメント、およびモニタリングツールについてカバーしています。このセットアップにより、開発者はコンテナ化されたアプリケーションを効率的かつ信頼性高くビルド、テスト、およびデプロイできます。

Source:
https://dzone.com/articles/cicd-pipelines-for-kubernetes-using-gitlab-ci