使用 GitLab CI 的 Kubernetes CI/CD 流水線

教學

GitLab Kubernetes

現代軟體開發要求快速部署周期、可擴展性和彈性。Kubernetes已經成為首選的調度平台，可以實現可擴展的容器化應用管理。當結合GitLab CI/CD流水線時，Kubernetes部署變得自動化、可重複和可靠。

本文探討了使用GitLab CI為Kubernetes設置CI/CD流水線的技術細節。

先決條件

在配置CI/CD流水線之前，請確保滿足以下要求：

GitLab帳戶：能夠訪問GitLab存儲庫，用於配置CI/CD流水線。
Kubernetes集群：已經存在的Kubernetes集群，如Minikube（用於本地測試）或像Google Kubernetes Engine（GKE）、Amazon EKS或Azure AKS這樣的托管集群。
kubectl：必須安裝並配置Kubernetes命令行工具以進行集群交互。
Helm（可選）：用於部署和管理應用程序的Kubernetes套件管理器。
GitLab Runner：確保已安裝並註冊GitLab Runner以執行CI/CD作業。
Docker：用於構建和推送容器映像至容器註冊表。

設置與GitLab的Kubernetes集成

連接Kubernetes集群

整合 Kubernetes 與 GitLab 允許您直接從管道進行無縫部署和資源管理。請遵循以下步驟：

前往您的 GitLab 專案儀表板。
導航至 基礎設施 > Kubernetes 集群。
點擊 新增 Kubernetes 集群，並連接現有的集群或使用雲端服務提供商創建新的集群。
使用基於角色的存取控制 (RBAC) 指定 GitLab 的適當權限。

RBAC 配置

RBAC 定義 Kubernetes 資源的存取權限。以下是設定 RBAC 的 YAML 配置示例：

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

應用配置

使用 kubectl 應用 YAML 文件：

YAML

kubectl apply -f gitlab-rbac.yaml

生成身份驗證的令牌

提取 GitLab 所需的服務帳戶令牌：

YAML

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

將此令牌粘貼到 GitLab 的 Kubernetes 配置設置中。

配置 GitLab CI/CD 管道

定義 .gitlab-ci.yml

GitLab CI 配置文件定義管道階段、變數和命令。以下是配置範例：

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

配置說明

階段: 管道被分為建構、測試和部署階段，以便模組化執行。
變數: 環境變數如映像標籤和命名空間簡化了配置管理。
before_script: 安裝依賴並設置 Kubernetes 認證。
映像標籤: 使用提交 SHA 唯一識別每個映像版本。
部署: 通過設置容器映像來更新 Kubernetes 部署。

秘密管理

GitLab CI 支持使用變數的安全秘密管理：

導航到 設定 > CI/CD > 變數。
添加所需的變數，如 KUBE_CONFIG、CI_REGISTRY_USER 和 CI_REGISTRY_PASSWORD。

在將 kubeconfig 添加為變數之前進行編碼：

YAML

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

將結果作為 KUBE_CONFIG 添加到 GitLab。

Helm 部署

Helm 通過可重用的圖表簡化 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

將 Helm 命令添加到管道：

YAML

deploy:

  stage: deploy

  script:

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

監控和除錯工具

在 GitLab 的 CI/CD > 管道 中監控管道狀態。使用以下工具：

Prometheus 和 Grafana: 用於指標和可視化。
Kubernetes 控制面板: 集群管理。
kubectl logs: 獲取部署日誌。

YAML

kubectl logs -f deployment/my-app

結論

本文概述了如何使用 GitLab CI 配置 Kubernetes 的 CI/CD 管道。內容包括先決條件、YAML 配置、秘密管理、Helm 部署和監控工具。通過這個設置，開發人員可以高效且可靠地構建、測試和部署容器化應用程序。

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