Kubernetes实现Master-Slave分布式构建方案

目录

1、传统Jenkins的Master-Slave方案的缺陷

2、Kubernates+Docker+Jenkins持续集成架构图

3、Kubernates+Docker+Jenkins持续集成方案好处

4、Kubeadm安装Kubernetes

5、安装环境说明

6、安装和配置NFS和harbor配置

7、在Kubernetes安装Jenkins-Master

8、Jenkins与Kubernetes整合

9、构建Jenkins-Slave自定义镜像

10、测试Jenkins-Slave是否可以创建

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1、传统Jenkins的Master-Slave方案的缺陷

①Master节点发生单点故障时，整个流程都不可用了

②每个 Slave节点的配置环境不一样，来完成不同语言的编译打包等操作，但是这些差异化的配置导致管理起来非常不方便，维护起来也是比较费劲

③资源分配不均衡，有的 Slave节点要运行的job出现排队等待，而有的Slave节点处于空闲状态

④资源浪费，每台 Slave节点可能是实体机或者VM，当Slave节点处于空闲状态时，也不会完全释放掉资源

以上种种问题，我们可以引入Kubernates来解决！

2、Kubernates+Docker+Jenkins持续集成架构图

大致工作流程：手动/自动构建 -> Jenkins 调度 K8S API -＞动态生成 Jenkins Slave pod -＞ Slave pod 拉取 Git 代码／编译／打包镜像 -＞推送到镜像仓库 Harbor -＞ Slave 工作完成，Pod 自动销毁 -＞部署到测试或生产 Kubernetes平台。（完全自动化，无需人工干预）

3、Kubernates+Docker+Jenkins持续集成方案好处

服务高可用：当 Jenkins Master 出现故障时，Kubernetes 会自动创建一个新的 Jenkins Master容器，并且将 Volume 分配给新创建的容器，保证数据不丢失，从而达到集群服务高可用。

动态伸缩，合理使用资源：每次运行 Job 时，会自动创建一个 Jenkins Slave，Job 完成后，Slave 自动注销并删除容器，资源自动释放，而且 Kubernetes 会根据每个资源的使用情况，动态分配Slave 到空闲的节点上创建，降低出现因某节点资源利用率高，还排队等待在该节点的情况。

扩展性好：当 Kubernetes 集群的资源严重不足而导致 Job 排队等待时，可以很容易的添加一个Kubernetes Node 到集群中，从而实现扩展。

4、Kubeadm安装Kubernetes

Kubernetes的架构

API  Server：用于暴露Kubernetes  API，任何资源的请求的调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行的。

Etcd：是Kubernetes提供默认的存储系统，保存所有集群数据，使用时需要为etcd数据提供备份计划。

Controller-Manager：作为集群内部的管理控制中心，负责集群内的Node、Pod副本、服务端点（Endpoint）、命名空间（Namespace）、服务账号（ServiceAccount）、资源定额（ResourceQuota）的管理，当某个Node意外宕机时，Controller Manager会及时发现并执行自动化修复流程，确保集群始终处于预期的工作状态。

Scheduler：监视新创建没有分配到Node的Pod，为Pod选择一个Node。

Kubelet：负责维护容器的生命周期，同时负责Volume和网络的管理。

Kube proxy：是Kubernetes的核心组件，部署在每个Node节点上，它是实现Kubernetes Service的通信与负载均衡机制的重要组件。

5、安装环境说明

主机名称	IP地址	安装的软件
代码托管服务器	192.168.100.128	Gitlab-12.4.2
Docker仓库服务器	192.168.100.133	Harbor1.9.2
k8s-master	192.168.100.130	kube-apiserver、kube-controller-manager、kube- scheduler、docker、etcd、calico，NFS
k8s-node1	192.168.100.131	kubelet、kubeproxy、Docker18.06.1-ce
k8s-node2	192.168.100.132	kubelet、kubeproxy、Docker18.06.1-ce

三台服务器都需要配置docker环境（已完成）

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld 
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0 

为了能方便区分，定义服务器的名称

hostnamectl set-hostname k8s-master
hostnamectl set-hostname k8s-node1 
hostnamectl set-hostname k8s-node2

修改hosts文件

[root@localhost ~]# vim /etc/hosts

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.100.130 k8s-master
192.168.100.131 k8s-node1
192.168.100.132 k8s-node2

设置系统参数,加载br_netfilter模块

[root@localhost ~]# modprobe br_netfilter

设置允许路由转发，不对bridge的数据进行处理创建文件

[root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1 
vm.swappiness = 0

执行文件 

[root@localhost ~]# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

kube-proxy开启ipvs的前置条件

[root@localhost ~]# cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <

设置执行权限

[root@localhost ~]# chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash

用过滤的方式查看刚才的配置是否生效

[root@localhost ~]# /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
ip_vs_sh               12688  0 
ip_vs_wrr              12697  0 
ip_vs_rr               12600  0 
ip_vs                 145497  6 ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr
nf_conntrack_ipv4      15053  2 
nf_defrag_ipv4         12729  1 nf_conntrack_ipv4
nf_conntrack          133095  7 ip_vs,nf_nat,nf_nat_ipv4,xt_conntrack,nf_nat_masquerade_ipv4,nf_conntrack_netlink,nf_conntrack_ipv4
libcrc32c              12644  4 xfs,ip_vs,nf_nat,nf_conntrack

关闭所有节点swap

[root@localhost ~]# swapoff -a         #临时关闭
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab    #永久关闭注释掉以下字段
/dev/mapper/cl-swap swap swap defaults 0 0

安装kubelet、kubeadm、kubectl

先清空yum缓存

[root@localhost ~]# yum clean all

设置yum安装源

[root@localhost ~]# cat < /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

开始安装

[root@localhost ~]# yum install -y kubelet-1.17.0 kubeadm-1.17.0 kubectl-1.17.0

先设置开机自启动

[root@localhost ~]# systemctl enable kubelet

Master节点需要完成

运行初始化命令，ip根据自己的master地址修改

[root@k8s-master ~]# kubeadm init --kubernetes-version=1.17.0 \
--apiserver-advertise-address=192.168.100.130 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

加载完成后，根据提示输入命令

启动kubelet服务

[root@k8s-master ~]# systemctl restart kubelet
[root@k8s-master ~]# systemctl status kubelet
● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled)
  Drop-In: /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d
           └─10-kubeadm.conf
   Active: active (running) since 二 2022-03-08 00:29:03 CST; 8min ago
     Docs: https://kubernetes.io/docs/
 Main PID: 82931 (kubelet)
    Tasks: 19
   Memory: 33.5M
   CGroup: /system.slice/kubelet.service
           └─82931 /usr/bin/kubelet --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.con...

安装Calico

[root@k8s-master ~]# mkdir k8s
[root@k8s-master ~]# cd k8s/
[root@k8s-master k8s]# wget --no-check-certificate https://docs.projectcalico.org/v3.10/getting-started/kubernetes/installation/hosted/kubernetes-datastore/calico-networking/1.7/calico.yaml

地址更改，方便从节点通信

[root@k8s-master k8s]# sed -i 's/192.168.0.0/10.244.0.0/g' calico.yaml
[root@k8s-master k8s]# kubectl apply -f calico.yaml

查看所有Pod的状态，确保所有Pod都是Running状态

[root@k8s-master k8s]# kubectl get pod --all-namespaces -o wide

Slave节点需要完成

让所有节点让集群环境，使用之前Master节点产生的命令加入集群

kubeadm join 192.168.100.130:6443 --token 21wl8e.p6uv8lqwyhc2pld0 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:910ff2a3d463b27ef7db0a1d6dda399824eee67c29a72beef4764c0b409ab71d 

启动kubele服务

[root@k8s-node1 ~]# systemctl start kubelet
[root@k8s-node1 ~]# systemctl status kubelet
● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled)
  Drop-In: /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d
           └─10-kubeadm.conf
   Active: active (running) since 二 2022-03-08 00:53:28 CST; 3min 36s ago
     Docs: https://kubernetes.io/docs/
 Main PID: 79584 (kubelet)
    Tasks: 19
   Memory: 35.1M
   CGroup: /system.slice/kubelet.service
           └─79584 /usr/bin/kubelet --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.con...

[root@k8s-node2 ~]# systemctl start kubelet
[root@k8s-node2 ~]# systemctl status kubelet
● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled)
  Drop-In: /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d
           └─10-kubeadm.conf
   Active: active (running) since 二 2022-03-08 00:53:52 CST; 3min 21s ago
     Docs: https://kubernetes.io/docs/
 Main PID: 79532 (kubelet)
    Tasks: 20
   Memory: 34.1M
   CGroup: /system.slice/kubelet.service
           └─79532 /usr/bin/kubelet --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.con...

回到Master节点查看，如果Status全部为Ready，代表集群环境搭建成功！！！

[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE     VERSION
k8s-master   Ready    master   32m     v1.17.0
k8s-node1    Ready       5m5s    v1.17.0
k8s-node2    Ready       4m41s   v1.17.0

6、安装和配置NFS和harbor配置

NFS简介：NFS（Network File System），它最大的功能就是可以通过网络，让不同的机器、不同的操作系统可以共享彼此的文件。我们可以利用NFS共享Jenkins运行的配置文件、Maven的仓库依赖文件等。

安装NFS（三台服务器都需安装）

[root@localhost ~]# yum install -y nfs-utils

三台k8s服务器都需配置harbor配置 

[root@localhost ~]# vim /etc/docker/daemon.json
{
  "insecure-registries": ["192.168.100.133:85"],
  "registry-mirrors": ["https://05vz3np5.mirror.aliyuncs.com"]
}

在master服务器上创建共享目录

[root@k8s-master ~]# mkdir -p /opt/nfs/jenkins
[root@k8s-master ~]# vim /etc/exports         #编写NFS的共享配置
/opt/nfs/jenkins *(rw,no_root_squash)         #共享之前的路径和不降权

[root@k8s-master ~]# systemctl enable nfs     #开机自启动
[root@k8s-master ~]# systemctl start nfs      #启动服务

在node节点查看NFS共享目录

[root@k8s-node1 ~]# showmount -e 192.168.100.130
Export list for 192.168.100.130:
/opt/nfs/jenkins *

[root@k8s-node2 ~]# showmount -e 192.168.100.130
Export list for 192.168.100.130:
/opt/nfs/jenkins *

7、在Kubernetes安装Jenkins-Master

创建NFS client provisioner

nfs-client-provisioner 是一个Kubernetes的简易NFS的外部provisioner，本身不提供NFS，需要现有的NFS服务器提供存储。

修改deployment.yaml，使用之前配置NFS服务器和目录

构建nfs-client-provisioner的pod资源

[root@k8s-master ~]# cd nfs-client/
[root@k8s-master nfs-client]# kubectl create -f .

查看pod是否创建成功

安装 Jenkins-Master

其中有两点注意：

第一、在StatefulSet.yaml文件，声明了利用nfs-client-provisioner进行Jenkins-Master文件存储

第二、Service发布方法采用NodePort，会随机产生节点访问端口

创建kube-ops的namespace

因为我们把Jenkins-Master的pod放到kube-ops下

[root@k8s-master jenkins-master]# kubectl create namespace kube-ops
namespace/kube-ops created

构建Jenkins-Master的pod资源

[root@k8s-master ~]# cd jenkins-master/
[root@k8s-master jenkins-master]# kubectl create -f .
[root@k8s-master jenkins-master]# kubectl get pods -n kube-ops
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
jenkins-0   0/1     Running   0          48s
[root@k8s-master jenkins-master]# kubectl describe pods -n kube-ops
Name:         jenkins-0
Namespace:    kube-ops                     #空间名字为kube-ops
Priority:     0
Node:         k8s-node2/192.168.100.132    #在node2节点上

查看信息，并访问查看Pod运行在那个Node上

查看分配的端口

最终访问地址为：http://192.168.100.132:32092

根据提供的地址找到Jenkins密钥

进入jenkins界面

设置插件下载地址

[root@k8s-master kube-ops-jenkins-home-jenkins-0-pvc-23eb6ff2-a394-48c8-99e1-493c786dffc5]# cd updates/
[root@k8s-master updates]# sed -i 's/http:\/\/updates.jenkins- ci.org\/download/https:\/\/mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn\/jenkins/g' default.json && sed -i 's/http:\/\/www.google.com/https:\/\/www.baidu.com/g' default.json

Manage Plugins点击Advanced，把Update Site改为国内插件下载地址

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/jenkins/updates/update-center.json

先安装基本插件

Chinese、Git、Pipeline、Extended Choice Parameter 四个插件安装完成重启Jenkins。

8、Jenkins与Kubernetes整合

安装Kubernetes插件

系统管理->系统配置->云->新建云->Kubernetes

kubernets 的地址：https://kubernetes.default.svc.cluster.local

Jenkins URL地址：http://jenkins.kube-ops.svc.cluster.local:8080

9、构建Jenkins-Slave自定义镜像

Jenkins-Master在构建Job的时候，Kubernetes会创建Jenkins-Slave的Pod来完成Job的构建。我们选择运行Jenkins-Slave的镜像为官方推荐镜像：jenkins/jnlp-slave:latest，但是这个镜像里面并没有Maven环境，为了方便使用，我们需要自定义一个新的镜像：

Dockerfile文件内容如下： 

FROM jenkins/jnlp-slave:latest

MAINTAINER kgc

# 切换到 root 账户进行操作
USER root

# 安装 maven
COPY apache-maven-3.6.2-bin.tar.gz .

RUN tar -zxf apache-maven-3.6.2-bin.tar.gz && \
    mv apache-maven-3.6.2 /usr/local && \
    rm -f apache-maven-3.6.2-bin.tar.gz && \
    ln -s /usr/local/apache-maven-3.6.2/bin/mvn /usr/bin/mvn && \
    ln -s /usr/local/apache-maven-3.6.2 /usr/local/apache-maven && \
    mkdir -p /usr/local/apache-maven/repo

COPY settings.xml /usr/local/apache-maven/conf/settings.xml

USER jenkins

开始构建镜像

镜像构建完成后开始上传

[root@k8s-master ~]# docker login -u admin -p Harbor12345 192.168.100.133:85      #先登录harbor仓库
[root@k8s-master ~]# docker tag jenkins-slave-maven:latest 192.168.100.133:85/library/jenkins-slave-maven:latest        #给镜像打标签     
[root@k8s-master ~]# docker push 192.168.100.133:85/library/jenkins-slave-maven:latest     #用push方式进行推送

查看harbor仓库是否有推送的镜像

10、测试Jenkins-Slave是否可以创建

创建一个流水线项目进行测试

添加凭证

编写Pipeline，从GItlab拉取代码（使用http方式）

def git_address = "http://192.168.195.180:82/kgc_group/tensquare_back.git" 
def git_auth = "f06c4b06-ac26-4683-ad00-2d3599c827ee"

//创建一个Pod的模板，label为jenkins-slave
podTemplate(label: 'jenkins-slave', cloud: 'kubernetes', containers: [ 
    containerTemplate(
        name: 'jnlp',
        image: "192.168.195.183:85/library/jenkins-slave-maven:latest"
    )
  ]
)
{
    //引用jenkins-slave的pod模块来构建Jenkins-Slave的pod 
    node("jenkins-slave"){
        stage('拉取代码'){
            checkout([$class: 'GitSCM', branches: [[name: '*/master']], extensions: [], userRemoteConfigs: [[credentialsId: "${git_auth}", url: "${git_address}"]]])
        }
    }
}

查看构建日志（创建的时候可以打开node管理查看临时节点）

可以看到当开始构建的时候出现了slave节点，所以是slave构建了项目，而项目构建完成后，slave节点就消失了。