在Kubernetes上部署和伸缩Jenkins

在本教程中，我们将使用Rancher在Kubernetes上部署和伸缩Jenkins。按照本文的步骤一步步来，你将会使用到我们用来测试实际构建作业的master-agent体系结构，创建出功能齐全的Jenkins。

介 绍

Jenkins是一个开源的持续集成和持续交付工具，它可以用来自动构建、测试和部署软件。在全世界有超过一百万的用户在使用Jenkins，它是目前最流行的自动化服务器。Jenkins的优势包括：

是一个拥有庞大社区支持的开源软件

基于Java的代码库，使其可以移植到所有主要平台

有超过1000个插件的丰富生态系统

Jenkins能够与主流的源代码管理系统（Git、SVN、Mercurial以及CVS）、主流的构建工具（Ant、Maven、Grunt）、shell脚本和Windows批处理命令、测试框架、报表生成器的都良好地协同工作。Jenkins的插件还提供了对Docker和Kubernetes的支持，Docker和Kubernetes能够创建、部署基于云的微服务环境，并且把它们投入到测试和生产部署中。

Jenkins支持master-agent体系结构（许多build agents／构建代理根据master服务器调度来完成任务），使其具有高度的可伸缩性。Master的工作是安排构建作业，将作业分发给代理实际执行，监视这些代理并获得构建的结果。除此之外，master服务器还可以直接执行构建作业。

代理的任务是构建从master服务器发送过来的作业。作业可以配置在指定类型的代理商运行，如果没有特别需求，Jenkins就简单地选择下一个可用代理。

Jenkins的可伸缩性可以带来许多便利：

并行运行多个构建方案

自动地挂载和移除代理，节约开销

分配负载

当然，尽管Jenkins包含了这种开箱即用的可伸缩性特性，配置它的过程却并不是很简单。有许多能够扩展Jenkins的选择，而其中一种强大的选择就是使用Kubernetes。

Kubernetes是什么？

Kubernetes是一个开源的容器编排工具。它主要用来帮助操作人员部署、伸缩、更新和维护服务，以及提供服务发现机制来管理节点集群上的容器化应用程序。你可以查看官方文档，了解更多关于Kubernetes的内容和用途：

https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/what-is-kubernetes/

Kubernetes是管理可伸缩的、基于容器的工作负载的最佳工具之一。包括Jenkins在内的大多数应用程序都可以进行容器化，而这也使得Kubernetes成为了非常好的选择。

项目目标

在我们开始之前，先花一点时间描述一下我们将要构建的系统。

我们首先会将Jenkins master实例部署到Kubernetes集群上。我们将使用Jenkins的kubernetes插件。我们将使用Jenkins的kubernetes插件，通过提供动态代理来适配当前的工作负载，在集群上扩展Jenkins。该插件基于具体的Docker镜像启动代理，为每个构建创建一个Kubernetes pod。在构建完成后，Jenkins将删除pod来节省资源。代理则使用JNLP（Java Network Launch Protocol，Java网络启动协议）启动，因此容器能够在启动和运行之后自动连接到Jenkins master。

前期准备和安装

你需要准备这些东西来完成本教程：

Linux机器用于运行Rancher：我们还会使用它构建自定义的Jenkins镜像。可以按照Rancher安装入门指南在主机上安装Docker和Rancher：

https://rancher.com/quick-start/

Docker Hub账户：我们需要一个带有容器镜像仓库的账户，为Jenkins master和代理推送自定义镜像。

GCP账户：我们将在GCP上部署Kubernetes集群。谷歌云平台的free-tier应该能够完成这项工作。您实际使用其他公有云，操作也是一样的。

为Jenkins组件构建自定义的镜像

那么我们先从给Jenkins组件构建自定义镜像开始，将它们推送到Docker Hub。

登录到Linux服务器，在那里你就可以运行Rancher并构建镜像。如果还没有安装Docker和Rancher，请按照Rancher快速入门指南在主机上安装Docker和Rancher。主机准备好后，我们就可以准备dockerfile了。

编写Jenkins Master Dockerfile

我们先在当前文件夹下创建一个名为Dockerfile-jenkins-master的文件，来定义Jenkins master镜像：

在文件内部，加入下面Dockerfile构建命令。这些命令使用主Jenkins Docker镜像作为基础，配置我们用于部署到Kubernetes集群的插件：

完成后，保存并关闭文件

编写Jenkins代理的Dockerfiles

接下来，我们就可以为Jenkins代理创建Dockerfile文件了。我们将创建两个代理镜像，演示Jenkins如何正确识别为每个作业准备的正确代理。

在当前目录中创建一个空文件。我们将把它复制到镜像中作为正在构建的每个代理的标识符：

现在，为第一个代理镜像创建Dockerfile

该镜像将把空文件复制到一个唯一的名称，标记所使用的代理。

完成之后保存并关闭文件

最后，定义第二个代理。这个和前一个代理相同，不过使用了不同的文件标识符：

保存并关闭文件

现在你的工作目录看起来应该是这样的：

构建镜像并Push到Docker Hub

有了准备好的Dockerfile，我们现在就准备构建和push镜像到Docker Hub啦。

首先构建Jenkins master的镜像：

注意：下面的命令中，将替换成自己的Docker Hub账户名

当命令的结果返回之后，查看新创建的镜像：

使用账户凭证登录到Docker Hub：

现在，将镜像推送到Docker Hub：

注意：下面的命令中，同样注意替换成自己的Docker Hub账户

你可能还需要同样的命令来构建第二个镜像给Jenkins JNLP代理：

注意：下面的命令中，注意将替换成自己的Docker Hub账户名

如果一切顺利，你就能在Docker Hub账户中看到下图这个状态：

使用Rancher部署集群

现在我们的镜像已经发布，就可以使用Rancher来帮助部署GKE集群了。如果您之前安装了Rancher，通过web浏览器访问服务器的ip地址就能登录到实例了。

接下来，创建新的GKE集群。这里为了创建具有访问权限的服务账户，你需要登录到谷歌云账户。使用其他的公有云服务所需的步骤也是相似的，具体可以参考文档学习如何创建服务账号，以及如何与Rancher一起部署集群：

https://rancher.com/docs/rancher/v2.x/en/cluster-provisioning/hosted-kubernetes-clusters/

在集群上部署Jenkins

在集群准备好之后，我们就可以部署Jenkins master和创建一些服务了。如果你对kubectl比较熟悉，你可以直接用命令行来实现；不过通过Rancher的UI，你也能很容易地部署所有需要的组件。

无论你选择何种方式将工作负载添加到集群上，都需要在本地计算机上创建下面的文件来定义需要创建的对象。

首先创建一个文件定义Jenkins部署：

在文件里粘贴下面的内容：

注意：下面的内容中将替换成自己的Docker Hub账户名

下面，创建一个文件配置我们需要的两个服务。

一个是LoadBalancer服务，它将提供一个公开的IP地址便于我们在Internet上访问Jenkins。另一个是ClusterIP服务，用于在master和代理之间的内部通信，之后会用到该服务：

在文件内，复制下面的YAML结构：

在Rancher上，点击自己管理的集群（例子中名为jenkins）。在左上角的菜单中，选择Default项目，然后选择Workloads选项卡。

Rancher将在集群上面部署一个基于你Jenkins master镜像的pod

接下来，我们需要在Jenkins master上配置访问UI的方式。

在Load Balanced选项卡中，按照先前导入文件一样的操作。单击Import YAML按钮，接着点Read from a file按钮。然后从自己的电脑中选择service.yml文件，点击Import按钮。

Rancher会开始创建你的服务。部署负载均衡会花费一些时间。

在service状态成为Active后，你可以点击在负载均衡器行后侧的三个垂直点，选择View/Edit YAML来找到它的公共IP地址。在这里，向下滚动界面找到在status->loadBalancer->ingress->ip下的IP地址。

这样我们就可以通过该IP地址在web浏览器中访问Jenkins UI了。

配置动态的构建代理

有了Jenkins master启动运行后，我们可以进一步配置动态构建代理，以在必要的时候可以自动启动Pods。

禁用默认Master构建代理

Jenkins UI中左侧的Build Executor Status下，默认配置了两个Executor，等待执行构建作业，它们是由Jenkins master提供的。

主实例应该只负责调度构建作业、将作业分发给代理以供执行、监视代理并获取构建结果。因为我们不希望主实例执行构建，因此要禁用这些。

点击Manage Nodes之后的Manage Jenkins。

单击与master行上的齿轮图标。

接下来的页面中，把# of executors设置成0，点击Save。

这两个空闲的executors将从UI左侧的Build Executor Status中删除。

收集配置信息

为了在Kubernetes集群上自动部署构建代理，我们需要一些信息来配置Jenkins。我们需要三条来自GCP账户的信息以及一条来自ClusterIP服务中的信息。

在你的GCP账户中，选择Kubernetes Engine，接着是Clusters，然后点击集群的名称。在Detail列中，复制端点IP供之后使用。这是我们需要让Jenkins连接到集群的URL：

下一步，点击端点右侧的Show credentials。复制Username和Password。

现在，切换到Rancher UI。在左上角菜单中，选择Jenkins集群上的Default项目。在上方的导航窗口中选择Workloads选项卡，然后单击页面上的Service Discovery选项卡：

点击jenkins-jnlp行上垂直的三个点，然后单击View/Edit YAML。复制spec > clusterIP以及spec > ports > port中的值备用。

配置Jenkins Kubernetes插件

返回主Jenkins仪表盘，点击Manage Jenkins，然后选择Manage Plugins：

点击Installed选项卡并查看Kubernetes插件是否安装：

现在我们来配置插件。前往Manage Jenkins并选择Configure System：

滑到页面底部的Cloud部分。点击Add a new cloud，选择Kubernetes。

在下面的表单中，Kubernetes URL字段上输入https://，然后输入从GCP账户复制的集群端点IP地址。

在Credentials下，点击Add按钮，选择Jenkins。在出现的表单上，输入从GCP账户复制的用户名和密码，单击底部的Add按钮。

返回到Kubernetes表单，从Credentials下拉菜单中选择刚才添加的凭据并单击Test Connection按钮。如果配置正确，则会显示“Connection test successful”。

现在，向下滚动到页面底部的Images部分，单击Add Pod Template按钮，然后选择Kubernetes Pod Template。 使用唯一值填写“Name”和“Labels”字段，以标识您的第一个代理。 我们将使用标签指定应该使用哪个代理镜像来运行每个构建。

接下来，在Jenkins tunnel字段中，输入你在Rancher UI中从jenkins-jnlp服务检索到的IP地址和端口，用冒号分隔：

现在，在Container字段中，单击Add Container按钮并选择Container Template，在弹出的内容中填写以下字段：

Name:jnlp(这是Jenkins代理需要的)

Docker image：/Jenkins-slave-jnlp1(确保更改Docker Hub用户名)

Command to run：删除这里的值

Arguments to pass to the command：删除这里的值

其余字段保持原样。

接下来，单击Add Pod Template按钮，再次选择Kubernetes Pod Template。对创建的第二个代理镜像重复刚才的过程，需要注意的是，在需要的时候要修改那些对应于第二个镜像的值：

单击Save按钮保存修改并继续。

测试动态构建作业

现在我们已经完成了配置工作，我们可以创建一些构建作业，保证Jenkins能够在Kubernetes之上进行伸缩。这里我们将为每个Jenkins代理创建5个构建作业。

在Jenkins主页面，单击左侧的New Item，为第一个代理的第一个构建输入名称，选择Freestyle project并单击OK按钮。

在下一页的Label Expression字段中，输入你为第一个Jenkins代理镜像设置的标签，如果单击字段之外，会出现一条消息，提示标签由云提供服务。

向下滚动到Build Environment部分，检查Color ANSI Console Output。

在Build部分，单击Add build step并选择Execute shell。把下面的脚本粘贴进去。

完成之后单击Save。

给第一个代理创建另外四个工作则是单击New Item，填写新名称并使用Copy from字段来从第一个构建中复制。你可以在无需对第一个构建作更改的情况下保存每个构建。

接下来，为第二个Jenkins代理配置第一个作业。单击New Item，给第二个代理的第一个作业选个名字，再一次从第一个代理中复制作业。这一次我们将在保存之前修改配置页面上的字段。

首先，修改Label Expression字段匹配第二个代理的标签。

接着，用下面的脚本替换掉Build部分文本框中的脚本：

完成后单击Save。

同样按照刚刚我们的流程，为第二个代理创建另外四个构建。

现在，转回到主页面，单击每行最右边的图标，启动全部刚刚创建的10个作业。在启动之后，它们会按照Build Queue部分的指示排队等待执行：

大约几秒钟之后，会开始创建Pods来执行构建（你可以在Rancher的Workload选项卡中检验这一点）。Jenkins会为每个作业创建一个pod。在每个代理启动时，它连接到master并从队列中接收要执行的作业。

代理完成了自己的工作后，它就会自动从集群中删除：

要检查作业的状态，可以单击每个代理中的一项作业。从Build History中单击构建，然后点击Console Output。由第一个代理执行的作业应该指定使用了jenkins-slave1Docker镜像，而由第二个代理执行的构建应该指定使用了jenkins-slave2镜像：

如果你得到了上面的输出，那么Jenkins的配置就是正确的，而且是按照预期的方式在运行的。现在你就可以开始定制自己的Kubernetes的构建系统，帮助自己的团队测试和发布软件啦。

结 论

在本文中，我们配置了Jenkins来按需自动部署构建代理，将其连接到了Rancher管理的Kubernetes集群。为此，我们完成了下面的步骤：

使用Rancher创建了一个集群

为Jenkins master和代理创建了自定义Docker镜像

将Jenkins master和L4 LoadBalancer服务部署在Kubernetes集群上

在集群上配置了Jenkins kubernetes插件，自动生成动态代理

使用带有专用代理镜像的多个构建作业测试场景

本文着重展现了设置Jenkins master和代理体系结构的基本的必要配置。我们了解了Jenkins如何使用JNLP启动代理，以及容器如何自动连接到Jenkins master来接受指令。为了实现这一点，我们使用Rancher创建集群、部署工作负载并监控产生的Pods。在这之后，我们又依靠Jenkins Kubernetes插件将所有不同的组件连接在了一起。