一、为什么要使用K8sCI/CD

K8sCI/CD是基于Kubernetes的CI/CD解决方案。作为基于容器的编排工具Kubernetes，能够更好地管理和部署应用程序；而CI/CD，则是将开发和部署流程自动化，同时优化和简化部署流程，提高开发效率、质量，减少错误，提高可靠性，并减少不必要的人为干预。 K8sCI/CD 将Kubernetes与流行的CI/CD工具相结合，使开发团队在Kubernetes上构建，测试和部署应用程序的流程变得容易和可靠。

二、使用K8sCI/CD的好处

更高效的部署使用K8sCI/CD能够自动化整个构建、测试和部署流程，提高自动化的程度。通过使用自动构建和测试工具，可以大幅缩短部署时间，并降低因人为错误而造成的失败率。
加强应用程序的稳定性 CI/CD 工作流程的重点是自动化测试，通过在部署之前对代码进行自动化测试，能够发现和修复错误，从而提高应用程序的质量和可靠性。
切换Kubernetes的版本更简单 K8sCI/CD能够快速构建不同版本的Kubernetes集群，因此可以轻松地进行版本升级，而不会影响现有的部署工作。这也为团队提供了更多的与供应商无关的选择，以防止陷入供应商捆绑软件的困境。

三、使用K8sCI/CD的典型流程

K8sCI/CD的主要流程包括构建，测试，部署和监视。

K8sCI/CD流程图

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|                 |
|    Git Repo     |
|                 |
-------------------
        |
      commit
-------------------
|                 |
| CI/CD Pipeline  |
|                 |
-------------------
        |
-------------------
|                 |
|   Image Repo    |
|                 |
-------------------
        |
      deploy
-------------------
|                 |
|  K8s Cluster    |
|                 |
-------------------

具体的流程描述如下：

1. 构建

开发人员通过提交代码到Git仓库触发构建流程。CI系统会在构建服务器上进行构建，使用Docker生成镜像存到Docker Registry。

2. 测试

CI/CD 完成构建后，需要对应用程序进行自动化测试。测试脚本可以包括多种测试，如单元测试，集成测试等。在测试中发现的问题可以立即重现并解决，从而避免将错误传递给客户。

3. 部署

部署是CI/CD流程的核心，这意味着应用程序已经经过测试，并准备部署到生产环境。在CI/CD Pipeline中，通过在Kubernetes中使用编排脚本（如YAML）来管理和部署应用程序，执行的指令包括基础设施的创建和配置，以及部署任务的执行。

4. 监视

在应用程序的生命周期内，K8sCI/CD提供了实时监视工具，可以随时监控并了解整个环境。通过集成监视工具和日志记录功能，可以跟踪应用程序性能以及任何问题后果。

四、使用K8S与Jenkins实现CI/CD

在Kubernetes上使用Jenkins CI/CD Pipeline部署的应用程序，允许将应用程序从Jenkins开始构建，然后通过Jenkins的其他插件以自动化方式将其部署到Kubernetes集群中。

1. 创建Dockerfile并上传到Docker Registry

FROM alpine:3.12
RUN apk update && apk add ca-certificates && rm -rf /var/cache/apk/*
COPY ./my-app /my-app
RUN chmod +x /my-app
# Start my app
CMD [ "/my-app" ]

以上Dockerfile依赖于Alpine 3.12镜像并添加了我们的应用程序/my-app。在构建或用作镜像标签时，使用标准Makefile或其他编译器脚本将my-app构建为可执行文件。使用以下命令将Docker映像上传到Docker registry中：

docker build -t my-repo/my-app:v1 . && docker push my-repo/my-app:v1

2. 创建Kubernetes Deployment和Service资源

创建进行应用程序部署所需的Kubernetes资源，例如Deployment和Service。这些资源可以使用Kubernetes YAML文件进行编辑并提交。在没有编排工具的情况下，kubectl命令可以对这些资源进行编辑和部署：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
      release: ci
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
        release: ci
    spec:
      containers:
        - name: my-app
          image: my-repo/my-app:v1
          ports:
            - containerPort: 8080
          command: ["/my-app"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-app
  labels:
    app: my-app
    release: ci
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
    release: ci
  ports:
    - port: 8080
      targetPort: 8080

3. 编写Jenkinsfile并创建Jenkins Pipeline

Jenkinsfile描述了CI/CD Pipeline的定义，其中包括所有步骤和任务。Jenkinsfile应在代码库中进行管理，而不是在Jenkins UI中进行维护。可以使用Kubernetes Jenkins插件（如Pipeline实现）来创建Jenkins Pipeline，并对其进行配置。以下是简化的Jenkinsfile示例：

node {
  stage('Checkout') {
    git branch: 'master', url: 'https://github.com/ningjh/my-app.git'
  }
  stage('Build') {
    sh 'docker build -t my-repo/my-app:v1 . && docker push my-repo/my-app:v1'
  }
  stage('Deploy') {
    kubernetesDeploy(
      kubeconfigId: 'my-kubeconfig',
      configs: 'k8s/*.yaml'
    )
  }
}

五、总结

使用K8sCI/CD可显著提高应用程序开发和部署的效率，并降低人工错误的风险，改善开发团队的整体质量和可靠性。在Kubernetes和CI/CD之间的整合，不仅简化了整体流程，而且提供了更多的控制和灵活性，使应用程序更易于维护和管理。我们相信，在不久的将来，更多的应用程序将使用K8sCI/CD作为核心部署和开发工具。

K8sCI/CD： 提高开发效率的利器