mirror of https://github.com/easzlab/kubeasz.git
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# Gitlab CI/CD 基础
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Gitlab-ci 兼容 travis ci 格式，也是最流行的 CI 工具之一；本文讲解利用 gitlab, gitlab-runner, docker, harbor, kubernetes 等流行开源工具搭建一个自动化CI/CD流水线；示例配置以简单实用为原则，暂时没有选用 dind（docker in dockers）打包、gitlab Auto DevOps 等方式。一个最简单的流水线如下：
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- 代码提交 --> 镜像构建 --> 部署测试 --> 部署生产
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## 0.前提条件
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- 正常运行的 gitlab，[安装 gitlab 文档](gitlab-install.md)
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- 正常运行的容器仓库，[安装 Harbor 文档](../harbor.md)
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- 正常运行的 k8s，可以本地自建 k8s 集群，也可以使用公有云 k8s 集群
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- 若干虚机运行 gitlab-runner: 运行自动化流水线任务 pipeline job
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- 了解代码管理流程 gitflow 等
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## 1.准备测试项目代码
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假设你要开发一个 spring boot 项目；先登陆你的 gitlab 账号，创建项目，上传你的代码；项目根目录看起来如下：
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```
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-rw-r--r-- 1 root root 44 Jan 2 16:38 eclipse.bat
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drwxr-xr-x 8 root root 4096 Jan 7 15:29 .git/
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-rw-r--r-- 1 root root 276 Jan 7 08:44 .gitignore
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drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jan 7 08:44 example-api/
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drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jan 7 08:44 example-biz/
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drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jan 2 16:38 example-dal/
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drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jan 2 16:38 example-web/
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-rw-r--r-- 1 root root 54 Jan 2 16:38 install.bat
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-rw-r--r-- 1 root root 10419 Jan 2 16:38 pom.xml
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```
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传统做法是在本地配置好相关环境后使用 mvn 编译生成jar包，然后测试运行jar；这里我们要把应用打包成 docker 镜像，并创建 CI/CD 流水线：如下示例，在项目根目录新增创建2个文件夹及相关文件
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``` bash
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dockerfiles ### 新增文件夹用来 docker 镜像打包
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└── Dockerfile # 定义 docker 镜像
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.ci ### 新增文件夹用来存放 CI/CD 相关内容
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├── app.yaml # k8s 平台的应用部署文件
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├── config.sh # 配置替换脚本
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└── gitlab-ci.yml # gitlab-ci 的主配置文件
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```
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## 2.准备 docker 镜像描述文件 Dockerfile
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我们把 Dockerfile 放在独立目录下，java spring boot 应用可以这样写：
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``` bash
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cat > dockerfiles/Dockerfile << EOF
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FROM openjdk:8-jdk-alpine
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VOLUME /tmp
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COPY *.jar app.jar # 这里 *.jar 包就是后续在cicd pipeline 过程中 mvn 生成的jar包移动到此目录
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ENTRYPOINT ["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar"]
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EOF
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```
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## 3.准备 CI/CD 相关脚本和文件
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装完 gitlab 后使用浏览器登陆gitlab，很容易找到帮助文档，里面有介绍gitlab-ci的内容（文档权威、详细！请多多阅读~ 随着CI/CD流程的深入，部分内容也可以回来查阅），先看如下文档（假设你本地gitlab使用域名`gitlab.test.com`）
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- 文档首页 http://gitlab.test.com/help
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- gitlab-ci 基本概念 http://gitlab.test.com/help/ci/README.md
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- variables 变量 http://gitlab.test.com/help/ci/variables/README.md
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目录`.ci`下面的三个文件`app.yaml`, `config.sh`, `gitlab-ci.yml`是互相关联的；gitlab-ci.yml 文件中会调用到另外两个文件；文件之间又通过一些变量定义联系，流程中用到的变量大致可以分为三种：
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- 第一种是gitlab自身预定义变量（比如项目名: CI_PROJECT_NAME，流水线ID: CI_PIPELINE_ID）；无需更改；
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- 第二种是在gitlab-ci.yml文件中定义的变量，一般是少量的自定义变量；按需少量改动；
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- 第三种是用户可以在项目web界面配置的变量：“Settings”>"CI/CD">"Variables"，本示例项目用到该类型变量举例：
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|变量|值|注解|
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|:-|:-|:-|
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|BETA_APP_REP|1|beta环境应用副本数|
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|BETA_DB_HOST|1.1.1.1:3306|beta环境应用连接数据库主机|
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|BETA_DB_PWD|xxxx|beta环境数据库连接密码|
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|BETA_DB_USR|xxxx|beta环境数据库连接用户|
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|BETA_REDIS_HOST|1.1.1.2|beta环境redis主机|
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|BETA_REDIS_PORT|6379|beta环境redis端口|
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|BETA_REDIS_PWD|xxxx|beta环境redis密码|
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|BETA_HARBOR|1.1.1.3|beta环境镜像仓库地址|
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|BETA_HARBOR_PWD|xxxx|beta环境镜像仓库密码|
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|BETA_HARBOR_USR|xxxx|beta环境镜像仓库用户|
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|PROD_APP_REP|2|prod环境应用副本数|
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|PROD_DB_HOST|2.2.2.1:3306|prod环境应用连接数据库主机|
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|PROD_DB_PWD|xxxx|prod环境数据库连接密码|
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|PROD_DB_USR|xxxx|prod环境数据库连接用户|
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|PROD_REDIS_HOST|2.2.2.2|prod环境redis主机|
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|PROD_REDIS_PORT|6379|prod环境redis端口|
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|PROD_REDIS_PWD|xxxx|prod环境redis密码|
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|PROD_HARBOR|2.2.2.3|prod环境镜像仓库地址|
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|PROD_HARBOR_PWD|xxxx|prod环境镜像仓库密码|
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|PROD_HARBOR_USR|xxxx|prod环境镜像仓库用户|
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|...|...|根据项目需要自行添加设置|
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掌握了以上基础知识，可以开始以下三个任务：
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- 3.1[配置 gitlab-ci.yml](gitlab-ci.yml.md), 整个CI/CD的主配置文件，定义所有的CI/CD阶段和每个阶段的任务
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- 3.2[配置 config.sh](config.sh.md)，根据不同分支/环境替换不同的应用程序变量（对应上述第三种变量）
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- 3.3[配置 app.yaml](app.yaml.md)，K8S应用部署简单模板，替换完成后可以部署到测试/生产的K8S平台上
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## 4.为项目配置 CI/CD 及创建 RUNNER
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使用浏览器访问gitlab，登陆后，在项目页面进行配置，如图：
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- 在 General pipelines 中配置 Custom CI config path 为 .ci/gitlab-ci.yml
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- 在 Variables 中配置需要用到的变量
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- 在 Runners 中配置注册 gitlab-runner 实例（runner 就是用来自动执行ci job的），点进去后如图：
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- 作为入门，先来手动创建 specific Runner，后续同样可以创建 Group Runners/Shared Runners，使用起来更方便；本文档暂不涉及在 kubernetes 自动创建 Runner
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- 按照官网文档安装 Gitlab Runner，参考[文档](gitlab-runner.md)
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- 记下 gitlab URL, 项目 token，注册 Runner 时要用到
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- 在 Gitlab Runner 注册本项目
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## 5.提交代码测试 CI/CD Pipelines
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终于经过 1~4 步骤把示例项目的CI/CD 流水线创建出来了，是时候试试提交代码测试下成果了；别担心，初次 CI/CD job执行一般都会失败的:) 好在现在你已经基本了解了所有CI/CD流程与配置，失败了就查看错误日志一一排除。另外因为采用虚机安装 Runner 执行 shell 脚本的方式执行 ci job，我们始终可以登陆虚机以手动执行 shell 脚本的方式调试，这对于初学来说很有帮助。查看 CI/CD 执行情况如图：
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## 6.gitlab-ci 安全实践
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现在为止 CICD Pipelines 已经可以跑通了，甚至稍微修改下 gitlab-ci.yml 配置，项目代码每一次提交后可以自动执行`编译`、`打包`、`部署测试`、`部署生产`等等工作；也许你还没来得及慢慢体会这顺畅的感觉，赶紧先踩个刹车，控制下车速；因为现在你需要考虑 gitlab-ci 的安全配置了，这很重要！
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首先 gitlab 项目的基本安全就是项目成员控制，访问项目的权限分为：所有者（Owner），维护者（Maintainer），开发者（Developer），报告者（Reporter），访客（Guest）；详细的权限介绍请查阅官方文档，这里简单地介绍两类权限：所有者和维护者属于`特权用户`，开发者属于`普通用户`，他们应该具有如下权限区分：
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- 特权用户对整个项目负责，包括项目代码开发、配置管理、CI流程、测试环境、生产环境等
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- 特权用户可以提交代码到所有分支包括 master/release 分支，执行所有 ci job
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- 普通用户只负责对应项目模块代码开发、不接触程序配置、只能访问测试环境
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- 普通用户只能提交代码到 develop/feature 分支，只能执行这两个分支的 ci job
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以下的安全实践配置作为个人经验分享，仅作参考；如果你的项目需要更高的安全性，请阅读 gitlab-ci 官方相关文档，尝试找到属于自己的最佳实践。
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- 正确设置项目成员（Settings > Members），严格限制项目维护者（Maintainer）人数，大部分应该作为开发者（Developer）提交代码
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- 配置项目受保护分支/受保护标签，一般把master/release分支设置成受保护分支，限制只有维护者才能在保护分支commit和merge，从而限制只有维护者才能执行部署生产的 ci job，http://gitlab.test.com/help/user/project/protected_branches.md
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- 配置受保护的变量，受保护的变量只在受保护分支和受保护tag的pipeline中可见，防止生产环境配置参数泄露，http://gitlab.test.com/help/ci/variables/README#protected-variables
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- 配置受保护的Runner，只能执行受保护分支上的 ci jobs
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- CICD Pipelines 中发布生产的任务请设置手动执行，同样生产的回退任务设置手动执行
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