使用GitLab CI构建Kubernetes的CI/CD流水线

教程

GitLab Kubernetes

现代软件开发要求快速部署周期、可扩展性和弹性。 Kubernetes 已经成为首选编排平台，实现可扩展的容器化应用程序管理。当与 GitLab CI/CD 流水线结合时，Kubernetes 部署变得自动化、可重复和可靠。

本文探讨了使用 GitLab CI 为 Kubernetes 设置 CI/CD 流水线的技术细节。

先决条件

在配置 CI/CD 流水线之前，请确保满足以下要求：

GitLab 账户：访问将配置 CI/CD 流水线的 GitLab 代码仓库。
Kubernetes 集群：存在 Kubernetes 集群，如 Minikube（用于本地测试）或托管集群，如 Google Kubernetes Engine（GKE）、Amazon EKS 或 Azure AKS。
kubectl：必须安装并配置 Kubernetes 命令行工具以进行集群交互。
Helm（可选）：用于部署和管理应用程序的 Kubernetes 软件包管理器。
GitLab Runner：确保已安装 GitLab Runner 并已注册到您的项目以执行 CI/CD 作业。
Docker：用于构建和推送容器镜像到容器注册表。

设置 Kubernetes 与 GitLab 的集成

连接 Kubernetes 集群

将Kubernetes与GitLab集成可以直接从您的流水线中实现无缝部署和资源管理。按照以下步骤进行：

转到您的GitLab项目仪表板。
导航至基础设施 > Kubernetes集群。
单击添加Kubernetes集群，然后连接现有集群或使用云服务提供商创建新集群。
使用基于角色的访问控制（RBAC）为GitLab分配适当的权限。

RBAC配置

RBAC定义Kubernetes资源的访问权限。以下是一个设置RBAC的示例YAML配置：

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

应用配置

使用kubectl应用YAML文件：

YAML

kubectl apply -f gitlab-rbac.yaml

生成用于认证的令牌

提取GitLab所需的服务帐户令牌：

YAML

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

将此令牌粘贴到GitLab的Kubernetes配置设置中。

配置GitLab CI/CD流水线

定义.gitlab-ci.yml

GitLab CI配置文件定义流水线阶段、变量和命令。以下是一个示例配置：

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

配置说明

阶段：流水线被划分为构建、测试和部署阶段，以便模块化执行。
变量：像镜像标签和命名空间这样的环境变量简化了配置管理。
before_script：安装依赖并设置 Kubernetes 认证。
镜像标记：使用提交 SHA 来唯一标识每个镜像版本。
部署：通过设置容器镜像来更新 Kubernetes 部署。

密钥管理

GitLab CI 支持使用变量进行安全密钥管理：

转到 设置 > CI/CD > 变量。
添加所需的变量，如 KUBE_CONFIG、CI_REGISTRY_USER 和 CI_REGISTRY_PASSWORD。

在将其添加为变量之前对 kubeconfig 进行编码：

YAML

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

将结果作为 KUBE_CONFIG 添加到 GitLab 中。

Helm 部署

Helm 使用可重用的图表简化 Kubernetes 部署。示例 Helm 配置：

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

将 Helm 命令添加到流水线中：

YAML

deploy:

  stage: deploy

  script:

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

监控和调试工具

在 GitLab 中监视流水线状态，路径为 CI/CD > 流水线。使用工具如下：

Prometheus 和 Grafana：用于指标和可视化。
Kubernetes 仪表板：集群管理。
kubectl logs: 获取部署日志。

YAML

kubectl logs -f deployment/my-app

结论

本文概述了如何在GitLab CI中配置用于Kubernetes的CI/CD流水线。涵盖了先决条件、YAML配置、密钥管理、Helm部署和监控工具。通过这种设置，开发人员可以高效、可靠地构建、测试和部署容器化应用程序。

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