7、DevOps - 7.5、Gitlab CI - 《Kubernetes》

相关概念
Gitlab Runner
- 安装
Gitlab CI
- 基本配置

从 Gitlab 8.0 开始，Gitlab CI 就已经集成在 Gitlab 中，我们只要在项目中添加一个.gitlab-ci.yml文件，然后添加一个Runner，即可进行持续集成。在介绍 Gitlab CI 之前，我们先看看一些 Gitlab CI 的一些相关概念。

相关概念

Pipeline

一次 Pipeline 其实相当于一次构建任务，里面可以包含很多个流程，如安装依赖、运行测试、编译、部署测试服务器、部署生产服务器等流程。任何提交或者 Merge Request 的合并都可以触发 Pipeline 构建，如下图所示：

+------------------+           +----------------+
|                  |  trigger  |                |
|   Commit / MR    +---------->+    Pipeline    |
|                  |           |                |
+------------------+           +----------------+

Stages

Stages 表示一个构建阶段，也就是上面提到的一个流程。我们可以在一次 Pipeline 中定义多个 Stages，这些 Stages 会有以下特点：

所有 Stages 会按照顺序运行，即当一个 Stage 完成后，下一个 Stage 才会开始
只有当所有 Stages 完成后，该构建任务 (Pipeline) 才会成功
如果任何一个 Stage 失败，那么后面的 Stages 不会执行，该构建任务 (Pipeline) 失败

Stages 和 Pipeline 的关系如下所示：

|                                                        |
|  Pipeline                                              |
|                                                        |
|  +-----------+     +------------+      +------------+  |
|  |  Stage 1  |---->|   Stage 2  |----->|   Stage 3  |  |
|  +-----------+     +------------+      +------------+  |
|                                                        |
+--------------------------------------------------------+

Jobs

Jobs 表示构建工作，表示某个 Stage 里面执行的工作。我们可以在 Stages 里面定义多个 Jobs，这些 Jobs 会有以下特点：

相同 Stage 中的 Jobs 会并行执行
相同 Stage 中的 Jobs 都执行成功时，该 Stage 才会成功
如果任何一个 Job 失败，那么该 Stage 失败，即该构建任务 (Pipeline) 失败

Jobs 和 Stage 的关系如下所示：

|                                          |
|  Stage 1                                 |
|                                          |
|  +---------+  +---------+  +---------+   |
|  |  Job 1  |  |  Job 2  |  |  Job 3  |   |
|  +---------+  +---------+  +---------+   |
|                                          |
+------------------------------------------+

Gitlab Runner

如果理解了上面的基本概念之后，可能我们就会发现一个问题，我们的构建任务在什么地方来执行呢，以前用 Jenkins 在 Master 和 Slave 节点都可以用来运行构建任务，而来执行我们的 Gitlab CI 构建任务的就是 Gitlab Runner。
我们知道大多数情况下构建任务都是会占用大量的系统资源的，如果直接让 Gitlab 本身来运行构建任务的话，显然 Gitlab 的性能会大幅度下降的。GitLab CI 最大的作用是管理各个项目的构建状态，因此，运行构建任务这种浪费资源的事情交给一个独立的 Gitlab Runner 来做就会好很多，更重要的是 Gitlab Runner 可以安装到不同的机器上，甚至是我们本机，这样完全就不会影响到 Gitlab 本身了。

安装

（1）、验证集群

# kubectl cluster-info 
Kubernetes master is running at https://172.16.0.33:6443
CoreDNS is running at https://172.16.0.33:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
kubernetes-dashboard is running at https://172.16.0.33:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy
Metrics-server is running at https://172.16.0.33:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/https:metrics-server:/proxy

（2）、获取Gitlab CI Register Token

（3）、编写Gitlab Runner资源清单
配置ConfigMap（gitlab-runner-config.yaml）

apiVersion: v1
data:
  REGISTER_NON_INTERACTIVE: "true"
  REGISTER_LOCKED: "false"
  METRICS_SERVER: "0.0.0.0:9100"
  CI_SERVER_URL: "http://gitlab.kube-ops.svc.cluster.local/ci"
  RUNNER_REQUEST_CONCURRENCY: "4"
  RUNNER_EXECUTOR: "kubernetes"
  KUBERNETES_NAMESPACE: "kube-ops"
  KUBERNETES_PRIVILEGED: "true"
  KUBERNETES_CPU_LIMIT: "1"
  KUBERNETES_CPU_REQUEST: "500m"
  KUBERNETES_MEMORY_LIMIT: "1Gi"
  KUBERNETES_SERVICE_CPU_LIMIT: "1"
  KUBERNETES_SERVICE_MEMORY_LIMIT: "1Gi"
  KUBERNETES_HELPER_CPU_LIMIT: "500m"
  KUBERNETES_HELPER_MEMORY_LIMIT: "100Mi"
  KUBERNETES_PULL_POLICY: "if-not-present"
  KUBERNETES_TERMINATIONGRACEPERIODSECONDS: "10"
  KUBERNETES_POLL_INTERVAL: "5"
  KUBERNETES_POLL_TIMEOUT: "360"
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    app: gitlab-ci-runner
  name: gitlab-ci-runner-cm
  namespace: kube-ops

此外，还需要一个用于注册、运行和取消注册 Gitlab CI Runner 的小脚本。只有当 Pod 正常通过 Kubernetes（TERM信号）终止时，才会触发转轮取消注册。如果强制终止 Pod（SIGKILL信号），Runner 将不会注销自身。必须手动完成对这种被杀死的 Runner 的清理，配置清单文件如下：（gitlab-runner-scripts-cm.yaml）

apiVersion: v1
data:
  run.sh: |
    #!/bin/bash
    unregister() {
        kill %1
        echo "Unregistering runner ${RUNNER_NAME} ..."
        /usr/bin/gitlab-ci-multi-runner unregister -t "$(/usr/bin/gitlab-ci-multi-runner list 2>&1 | tail -n1 | awk '{print $4}' | cut -d'=' -f2)" -n ${RUNNER_NAME}
        exit $?
    }
    trap 'unregister' EXIT HUP INT QUIT PIPE TERM
    echo "Registering runner ${RUNNER_NAME} ..."
    /usr/bin/gitlab-ci-multi-runner register -r ${GITLAB_CI_TOKEN}
    sed -i 's/^concurrent.*/concurrent = '"${RUNNER_REQUEST_CONCURRENCY}"'/' /home/gitlab-runner/.gitlab-runner/config.toml
    echo "Starting runner ${RUNNER_NAME} ..."
    /usr/bin/gitlab-ci-multi-runner run -n ${RUNNER_NAME} &
    wait
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    app: gitlab-ci-runner
  name: gitlab-ci-runner-scripts
  namespace: kube-ops

我们可以看到需要一个 GITLAB_CI_TOKEN，然后我们用 Gitlab CI runner token 来创建一个 Kubernetes secret 对象。将 token 进行 base64 编码：

# echo 7vSqxVsS_U4yvDQpMr98 | base64 -w0
N3ZTcXhWc1NfVTR5dkRRcE1yOTgK

然后配置secret清单（gitlab-ci-token-secret.yaml）：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: gitlab-ci-token
  namespace: kube-ops
  labels:
    app: gitlab-ci-runner
data:
  GITLAB_CI_TOKEN: N3ZTcXhWc1NfVTR5dkRRcE1yOTgK

然后接下来我们就可以来编写一个用于真正运行 Runner 的控制器对象，我们这里使用 Statefulset。首先，在开始运行的时候，尝试取消注册所有的同名 Runner，当节点丢失时（即NodeLost事件），这尤其有用。然后再尝试重新注册自己并开始运行。在正常停止 Pod 的时候，Runner 将会运行unregister命令来尝试取消自己，所以 Gitlab 就不能再使用这个 Runner 了，这个是通过 Kubernetes Pod 生命周期中的hooks来完成的。
另外我们通过使用envFrom来指定Secrets和ConfigMaps来用作环境变量，对应的资源清单文件如下：(gitlab-runner-statefulset.yaml)

apiVersion: apps/v1beta1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: gitlab-ci-runner
  namespace: kube-ops
  labels:
    app: gitlab-ci-runner
spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
  replicas: 2
  serviceName: gitlab-ci-runner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: gitlab-ci-runner
    spec:
      volumes:
      - name: gitlab-ci-runner-scripts
        projected:
          sources:
          - configMap:
              name: gitlab-ci-runner-scripts
              items:
              - key: run.sh
                path: run.sh
                mode: 0755
      serviceAccountName: gitlab-ci
      securityContext:
        runAsNonRoot: true
        runAsUser: 999
        supplementalGroups: [999]
      containers:
      - image: gitlab/gitlab-runner:latest
        name: gitlab-ci-runner
        command:
        - /scripts/run.sh
        envFrom:
        - configMapRef:
            name: gitlab-ci-runner-cm
        - secretRef:
            name: gitlab-ci-token
        env:
        - name: RUNNER_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        ports:
        - containerPort: 9100
          name: http-metrics
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - name: gitlab-ci-runner-scripts
          mountPath: "/scripts"
          readOnly: true
      restartPolicy: Always

可以看到上面我们使用了一个名为 gitlab-ci 的 serviceAccount，新建一个 rbac 资源清单文件：(gitlab-runner-rbac.yaml)

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: gitlab-ci
  namespace: kube-ops
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: gitlab-ci
  namespace: kube-ops
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["*"]
    verbs: ["*"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: gitlab-ci
  namespace: kube-ops
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: gitlab-ci
    namespace: kube-ops
roleRef:
  kind: Role
  name: gitlab-ci
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

（4）、创建资源清单

# kubectl apply -f .
secret/gitlab-ci-token created
configmap/gitlab-ci-runner-cm created
serviceaccount/gitlab-ci created
role.rbac.authorization.k8s.io/gitlab-ci created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/gitlab-ci created
configmap/gitlab-ci-runner-scripts created
statefulset.apps/gitlab-ci-runner created

查看结果：

# kubectl get pod -n kube-ops 
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
dingtalk-hook-856c5dbbc9-srcm6   1/1     Running   0          6d20h
gitlab-648d4cffc4-bhwxs          1/1     Running   0          42m
gitlab-ci-runner-0               1/1     Running   0          18s
gitlab-ci-runner-1               1/1     Running   0          84s

Gitlab CI

基本配置

接下来使用 Gitlab CI 所用到的代码库可以从 Github 上获得：cnych/presentation-gitlab-k8s，可以在 Gitlab 上新建一个项目导入该仓库，当然也可以新建一个空白的仓库，然后将 Github 上面的项目 Clone 到本地后，更改远程仓库地址即可：

# git clone https://github.com/cnych/presentation-gitlab-k8s.git
# cd presentation-gitlab-k8s/
# 修改仓库地址
# git remote set-url origin ssh://git@119.3.197.161:30022/root/presentation-gitlab-k8s.git
# 推到我们的仓库种
# git push -u origin master

当推完过后就自动执行了。