DevOps平台

DevOps平台
DevOps定义（来自维基百科）： DevOps（Development和Operations的组合词）是一种重视“软件开发人员（Dev）”和“IT运维技术人员（Ops）”之间沟通合作的文化、运动或惯例。透过自动化“软件交付”和“架构变更”的流程，来使得构建、测试、发布软件能够更加地快捷、频繁和可靠。

公司技术部目前几百人左右吧，但是整个技术栈还是比较落后的，尤其是DevOps、容器这一块，需要将全线打通，当时进来也主要是负责DevOps这一块的工作，应该说也是没怎么做好，其中也走了不少弯路，下面主要是自己踩过的坑吧。

一、自由风格的软件项目

主要还是基于jenkins里面构建一个自由风格的软件项目，当时参考的是阿里的codepipeline，就是对jenkins封装一层，包括创建job、立即构建、获取构建进度等都进行封装，并将需要的东西进行存库，没有想到码代码的时候，一堆的坑，比如： 1.连续点击立即构建，jenkins是不按顺序返回的，（分布式锁解决） 2.跨域调用，csrf，这个还好，不过容易把jenkins搞的无法登录（注意配置，具体可以点击这里） 3.创建job的时候只支持xml格式，还要转换一下，超级坑（xstream强行转换） 4.docker构建的时候，需要挂载宿主机的docker（想过用远程的，但效率不高） 5.数据库与jenkins的job一致性问题，任务创建失败，批量删除太慢（目前没想好怎么解决） 6.由于使用了数据库，需要检测job是否构建完成，为了自定义参数，我们自写了个通知插件，将构建状态返回到kafka，然后管理平台在进行消息处理。

完成了以上的东西，不过由于太过于简单，导致只能进行单条线的CICD，而且CI仅仅实现了打包，没有将CD的过程一同串行起来。简单来说就是，用户点击了构建只是能够打出一个镜像，但是如果要部署到kubernetes，还是需要在应用里手动更换一下镜像版本。总体而言，这个版本的jenkins我们使用的还是单点的，不足以支撑构建量比较大的情况，甚至如果当前服务挂了，断网了，整一块的构建功能都不能用。
```
<project>
    <actions/>
    <description>xxx</description>
    <properties>
        <hudson.model.ParametersDefinitionProperty>
            <parameterDefinitions>
                <hudson.model.TextParameterDefinition>
                    <name>buildParam</name>
                    <defaultValue>v1</defaultValue>
                </hudson.model.TextParameterDefinition>
                <hudson.model.TextParameterDefinition>
                    <name>codeBranch</name>
                    <defaultValue>master</defaultValue>
                </hudson.model.TextParameterDefinition>
            </parameterDefinitions>
        </hudson.model.ParametersDefinitionProperty>
    </properties>
    <scm class="hudson.plugins.git.GitSCM">
        <configVersion>2</configVersion>
        <userRemoteConfigs>
            <hudson.plugins.git.UserRemoteConfig>
                <url>http://xxxxx.git</url>
                <credentialsId>002367566a4eb4bb016a4eb723550054</credentialsId>
            </hudson.plugins.git.UserRemoteConfig>
        </userRemoteConfigs>
        <branches>
            <hudson.plugins.git.BranchSpec>
                <name>${codeBranch}</name>
            </hudson.plugins.git.BranchSpec>
        </branches>
        <doGenerateSubmoduleConfigurations>false</doGenerateSubmoduleConfigurations>
        <extensions/>
    </scm>
    <builders>
        <hudson.tasks.Shell>
            <command>ls</command>
        </hudson.tasks.Shell>
        <hudson.tasks.Maven>
            <targets>clean package install -Dmaven.test.skip=true</targets>
            <mavenName>mvn3.5.4</mavenName>
        </hudson.tasks.Maven>
        <com.cloudbees.dockerpublish.DockerBuilder>
            <server>
                <uri>unix:///var/run/docker.sock</uri>
            </server>
            <registry>
                <url>http://xxxx</url>
            </registry>
            <repoName>xxx/xx</repoName>
            <forcePull>true</forcePull>
            <dockerfilePath>Dockerfile</dockerfilePath>
            <repoTag>${buildParam}</repoTag>
            <skipTagLatest>true</skipTagLatest>
        </com.cloudbees.dockerpublish.DockerBuilder>
    </builders>
    <publishers>
        <com.xxxx.notifications.Notifier/>
    </publishers>
</project>
```
二、优化之后的CICD

上面的过程也仍然没有没住DevOps的流程，人工干预的东西依旧很多，由于上级急需产出，所以只能将就着继续下去。我们将构建、部署每个当做一个小块，一个CICD的过程可以选择构建、部署，花了很大的精力，完成了串行化的别样的CICD。以下图为例，整个流程的底层为：paas平台-jenkins-kakfa-管理平台（选择cicd的下一步）-kafka-cicd组件调用管理平台触发构建-jenkins-kafka-管理平台（选择cicd的下一步）-kafka-cicd组件调用管理平台触发部署。

目前实现了串行化的CICD构建部署，之后考虑实现多个CICD并行，并且一个CICD能够调用另一个CICD，实际运行中，出现了一大堆问题。由于经过的组件太多，一次cicd的运行报错，却很难排查到问题出现的原因，业务方的投诉也开始慢慢多了起来，只能说劝导他们不要用这个功能。

没有CICD，就无法帮助公司上容器云，无法合理的利用容器云的特性，更无法走上云原生的道路。于是，我们决定另谋出路。

三、调研期

由于之前的CICD问题太多，特别是经过的组件太多了，导致出现问题的时候无法正常排查，为了能够更加稳定可靠，还是决定了要更换一下底层。我们重新审视了下pipeline，觉得这才是正确的做法，可惜不知道如果做成一个产品样子的东西，用户方Dockerfile都不怎么会写，你让他写一个Jenkinsfile？不合理！在此之外，我们看到了serverless jenkins、谷歌的tekton。 GitLab-CICD Gitlab中自带了cicd的工具，需要配置一下runner，然后配置一下.gitlab-ci.yml写一下程序的cicd过程即可，构建镜像的时候我们使用的是kaniko，整个gitlab的cicd在我们公司小项目中大范围使用，但是学习成本过高，尤其是引入了kaniko之后，还是寻找一个产品化的CICD方案。

分布式构建jenkins x 首先要解决的是多个构建同时运行的问题，很久之前就调研过jenkins x，它必须要使用在kubernetes上，由于当时官方文档不全，而且我们的DevOps项目处于初始期，所有没有使用。jenkins的master slave结构就不多说了。jenkins x应该说是个全家桶，包含了helm仓库、nexus仓库、docker registry等，代码是jenkins-x-image。

serverless jenkins 好像跟谷歌的tekton相关，用了下，没调通，只能用于GitHub。感觉还不如直接使用tekton。

阿里云云效 提供了图形化配置DevOps流程，支持定时触发，可惜没有跟gitlab触发结合，如果需要个公司级的DevOps，需要将公司的jira、gitlab、jenkins等集合起来，但是图形化jenkins pipeline是个特别好的参考方向，可以结合阿里云云效来做一个自己的DevOps产品。

微软Pipeline 微软也是提供了DevOps解决方案的，也是提供了yaml格式的写法，即：在右边填写完之后会转化成yaml。如果想把DevOps打造成一款产品，这样的设计显然不是最好的。

谷歌tekton kubernetes的官方cicd，目前已用于kubernetes的release发版过程，目前也仅仅是与GitHub相结合，gitlab无法使用，全过程可使用yaml文件来创建，跑起来就是类似kubernetes的job一样，用完即销毁，可惜目前比较新，依旧处于alpha版本，无法用于生产。有兴趣可以参考下：Knative 初体验：CICD 极速入门

四、产品化后的DevOps平台

在调研DockOne以及各个产商的DevOps产品时，发现，真的只有阿里云的云效才是真正比较完美的DevOps产品，用户不需要知道pipeline的语法，也不需要掌握kubernetes的相关知识，甚至不用写yaml文件，对于开发、测试来说简直就是神一样的存在了。云效对小公司（创业公司）免费，但是有一定的量之后，就要开始收费了。在调研了一番云效的东西之后，发现云效也是基于jenkins x改造的，不过阿里毕竟人多，虽然能约莫看出是pipeline的语法，但是阿里彻底改造成了能够使用yaml来与后台交互。下面是以阿里云的云效界面以及配合jenkins的pipeline语法来讲解：

4.1 Java代码扫描

PMD是一款可拓展的静态代码分析器它不仅可以对代码分析器，它不仅可以对代码风格进行检查，还可以检查设计、多线程、性能等方面的问题。阿里云的是简单的集成了一下而已，对于我们来说，底层使用了sonar来接入，所有的代码扫描结果都接入了sonar。
```
stage('Clone') {
    steps{
        git branch: 'master', credentialsId: 'xxxx', url: "xxx"
    }
}
stage('check') {
    steps{
        container('maven') {
            echo "mvn pmd:pmd"
        }
    }
}
```
4.2 Java单元测试

Java的单元测试一般用的是Junit，在阿里云中，使用了surefire插件，用来在maven构建生命周期的test phase执行一个应用的单元测试。它会产生两种不同形式的测试结果报告。我这里就简单的过一下，使用"mvn test"命令来代替。
```
stage('Clone') {
    steps{
        echo "1.Clone Stage"
        git branch: 'master', credentialsId: 'xxxxx', url: "xxxxxx"
    }
}
stage('test') {
    steps{
        container('maven') {
            sh "mvn test"
        }
    }
}
```
4.3 Java构建并上传镜像

镜像的构建比较想使用kaniko，尝试找了不少方法，到最后还是只能使用dind(docker in docker)，挂载宿主机的docker来进行构建，如果能有其他方案，希望能提醒下。目前jenkins x使用的是dind，挂载的时候需要配置一下config.json，然后挂载到容器的/root/.docker目录，才能在容器中使用docker。

为什么不推荐dind：挂载了宿主机的docker，就可以使用docker ps查看正在运行的容器，也就意味着可以使用docker stop、docker rm来控制宿主机的容器，虽然kubernetes会重新调度起来，但是这一段的重启时间极大的影响业务。
```
stage('下载代码') {
    steps{
        echo "1.Clone Stage"
        git branch: 'master', credentialsId: 'xxxxx', url: "xxxxxx"
        script {
            build_tag = sh(returnStdout: true, script: 'git rev-parse --short HEAD').trim()
        }
    }
}
stage('打包并构建镜像') {
    steps{
        container('maven') {
            echo "3.Build Docker Image Stage"
            sh "mvn clean install -Dmaven.test.skip=true"
            sh "docker build -f xxx/Dockerfile -t xxxxxx:${build_tag} ."
            sh "docker push xxxxxx:${build_tag}"
        }
    }
}
```
4.4 部署到阿里云k8s

CD过程有点困难，由于我们的kubernetes平台是图形化的，类似于阿里云，用户根本不需要自己写deployment，只需要在图形化界面做一下操作即可部署。对于CD过程来说，如果应用存在的话，就可以直接替换掉镜像版本即可，如果没有应用，就提供个简单的界面让用户新建应用。当然，在容器最初推行的时候，对于用户来说，一下子需要接受docker、kubernetes、helm等概念是十分困难的，不能一个一个帮他们写deployment这些yaml文件，只能用helm创建一个通用的spring boot或者其他的模板，然后让业务方修改自己的配置，每次构建的时候只需要替换镜像即可。
```
def tmp = sh (
    returnStdout: true,
    script: "kubectl get deployment -n ${namespace} | grep ${JOB_NAME} | awk '{print $1}'"
)
//如果是第一次，则使用helm模板创建，创建完后需要去epaas修改pod的配置
if(tmp.equals('')){
    sh "helm init --client-only"
    sh """helm repo add mychartmuseum http://xxxxxx 
                       --username myuser 
                       --password=mypass"""
    sh """helm install --set name=${JOB_NAME} 
                       --set namespace=${namespace} 
                       --set deployment.image=${image} 
                       --set deployment.imagePullSecrets=${harborProject} 
                       --name ${namespace}-${JOB_NAME} 
                       mychartmuseum/soa-template"""
}else{
    println "已经存在，替换镜像"
    //epaas中一个pod的容器名称需要带上"-0"来区分
    sh "kubectl set image deployment/${JOB_NAME} ${JOB_NAME}-0=${image} -n ${namespace}"
}
```
4.5 整体流程

代码扫描，单元测试，构建镜像三个并行运行，等三个完成之后，在进行部署

pipeline：
```
pipeline {
    agent {
        label "jenkins-maven"
    }
    stages{
        stage('代码扫描，单元测试，镜像构建'){
            parallel {
                stage('并行任务一') {
                    agent {
                        label "jenkins-maven"
                    }
                    stages('Java代码扫描') {
                        stage('Clone') {
                            steps{
                                git branch: 'master', credentialsId: 'xxxxxxx', url: "xxxxxxx"
                            }
                        }
                        stage('check') {
                            steps{
                                container('maven') {
                                    echo "$BUILD_NUMBER"
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
                stage('并行任务二') {
                    agent {
                        label "jenkins-maven"
                    }
                    stages('Java单元测试') {
                        stage('Clone') {
                            steps{
                                echo "1.Clone Stage"
                                git branch: 'master', credentialsId: 'xxxxxxx', url: "xxxxxxx"
                            }
                        }
                        stage('test') {
                            steps{
                                container('maven') {
                                    echo "3.Build Docker Image Stage"
                                    sh "mvn -v"
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
                stage('并行任务三') {
                    agent {
                        label "jenkins-maven"
                    }
                    stages('java构建镜像') {
                        stage('Clone') {
                            steps{
                                echo "1.Clone Stage"
                                git branch: 'master', credentialsId: 'xxxxxxx', url: "xxxxxxx"
                                script {
                                    build_tag = sh(returnStdout: true, script: 'git rev-parse --short HEAD').trim()
                                }
                            }
                        }
                        stage('Build') {
                            steps{
                                container('maven') {
                                    echo "3.Build Docker Image Stage"
                                    sh "mvn clean install -Dmaven.test.skip=true"
                                    sh "docker build -f epaas-portal/Dockerfile -t hub.gcloud.lab/rongqiyun/epaas:${build_tag} ."
                                    sh "docker push hub.gcloud.lab/rongqiyun/epaas:${build_tag}"
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        stage('部署'){
            stages('部署到容器云') {
                stage('check') {
                    steps{
                        container('maven') {
                            script{
                                if (deploy_app == "true"){
                                    def tmp = sh (
                                        returnStdout: true,
                                        script: "kubectl get deployment -n ${namespace} | grep ${JOB_NAME} | awk '{print $1}'"
                                    )
                                    //如果是第一次，则使用helm模板创建，创建完后需要去epaas修改pod的配置
                                    if(tmp.equals('')){
                                        sh "helm init --client-only"
                                        sh """helm repo add mychartmuseum http://xxxxxx 
                                                           --username myuser 
                                                           --password=mypass"""
                                        sh """helm install --set name=${JOB_NAME} 
                                                           --set namespace=${namespace} 
                                                           --set deployment.image=${image} 
                                                           --set deployment.imagePullSecrets=${harborProject} 
                                                           --name ${namespace}-${JOB_NAME} 
                                                           mychartmuseum/soa-template"""
                                    }else{
                                        println "已经存在，替换镜像"
                                        //epaas中一个pod的容器名称需要带上"-0"来区分
                                        sh "kubectl set image deployment/${JOB_NAME} ${JOB_NAME}-0=${image} -n ${namespace}"
                                    }
                                }else{
                                    println "用户选择不部署代码"
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}
```
在jenkins x中查看：

4.4 日志

jenkins blue ocean步骤日志：

云效中的日志：

4.5 定时触发
```
    triggers {
        cron('H H * * *') //每天
    }
```
五、其他

5.1 Gitlab触发

pipeline中除了有对于时间的trigger，还支持了gitlab的触发，需要各种配置，不过如果真的对于gitlab的cicd有要求，直接使用gitlab-ci会更好，我们同时也对gitlab进行了runner的配置来支持gitlab的cicd。gitlab的cicd也提供了构建完后即销毁的过程。

六、总结

功能最强大的过程莫过于自己使用pipeline脚本实现，选取最适合自己的，但是对于一个公司来说，如果要求业务方来掌握这些，特别是IT流动性大的时候，既需要重新培训，同个问题又会被问多遍，所以，只能将DevOps实现成一个图形化的东西，方便，简单，相对来说功能还算强大。

DevOps最难的可能都不是以上这些，关键是让用户接受，容器云最初推行时，公司原本传统的很多发版方式都需要进行改变，有些业务方不愿意改，或者有些代码把持久化的东西存到了代码中而不是分布式存储里，甚至有些用户方都不愿意维护老代码，看都不想看然后想上容器，一个公司在做技术架构的时候，过于混乱到最后填坑要么需要耗费太多精力甚至大换血。

最后，DevOps是云原生的必经之路！！！

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一、自由风格的软件项目

二、优化之后的CICD

三、调研期

四、产品化后的DevOps平台

4.1 Java代码扫描

4.2 Java单元测试

4.3 Java构建并上传镜像

4.4 部署到阿里云k8s

4.5 整体流程

4.4 日志

4.5 定时触发

五、其他

5.1 Gitlab触发

六、总结