ll(be)tter

Everything'll (be)tter

基于Docker的 DevOps CI/CD实践

本文默认已经安装好了Rancher,如果没有安装:

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sudo docker run -d --restart=unless-stopped -p 8080:8080 rancher/server

零、前言

相信我,一切事情的发生都是赶鸭子上架,没有例外。人类所有伟大的变革都是迫不得已,可又是那么顺其自然。比如容器(docker)技术的诞生,比如箭在弦上的创业,比如野心勃勃的kubernetes,比如如今已作为左膀右臂的rancher,比如这篇文章。

不同于阿里云的CI/CD实践(如何利用Docker构建基于DevOps的全自动CI),我们结合自身状况,构建了一套我们自己的DevOps CI/CD流程,更轻更小,更适合Startup。

一、合适的才是最好的(Node.js & Docker)

如果世界只有FLAG、BAT,那就太无趣了。iHealth是一家初创型公司,我所在的部门有大概10名研发人员,在担负着三端研发工作的同时,所有围绕服务的交付和运维工作也都是我们来做。

技术的选型上,服务端、Web端和移动端(Android、iOS)都要上,但人少。所以招人的时候并没有以貌取人的资格,部门对外的Title都是全栈。能一门语言通吃三端,群众基础广泛,恐怕没有比Javascript/Typescript(Node.js)更合适的了。

服务端有Express、Koa、Feather、Nest、Meteor等各有其长的框架,前端大而火的Reactjs、Vuejs和Angular,不管是Server Render还是前后端分离,都可以得心应手。因为公司的健康设备(血糖仪、血压计、体温计、血氧、体脂秤等等)会有专门的部门研发设计以及提供SDK,所以移动端的研发工作更多是在设计实现和性能优化上,React Native是一枚大杀器。虽然现在公司并没有桌面端的需求,但不能否认的是Electron是一个很有趣的项目,也为“全栈”这个词增加了更多背书。

ImageJsStack

另外,选择使用Node/Js/Ts作为全栈的基础会附带有RPC的好处。无需集成传统意义上的RPC框架(如gRPC),只需在编写远程(微)服务方法时,编写相应的npm package,也可以达到相同的目的,且成本更小,更易理解。

运维环境的选型上,所有的业务都运行在云端,省去了机房维护和服务器运维的成本。其实在盘古开荒时,我们也是编写了Node程序后,使用PM2部署在服务器上,并没有使用Docker。当然也存在没有使用Docker所带来的一切问题:三端不同步、环境无法隔离……而Docker带给我最大的惊喜除了超强的可移植性,更在于研发人员可以非常容易对程序的顶级架构进行推理。

事实上,我们直接使用docker-compose做容器编排着实有一段时间,在一次大规模的服务器迁移中,发现需要重新思考越来越多的container管理和更完善的编排方案。Rancher(Cattle)就是在这时被应用到技术栈中。

二、一切从Github开始

在运维环境一波三折的同时,DevOps的征程也是亦步亦趋,步步惊心。幸运的是,我们知道自己缺乏什么,想要什么,所以能比较容易的做到“哪里不会点哪里”。如同上一章节所述,合适的才是最好的。持续集成(CI)与持续交付(CD)的迭代过程,从最初的代码拷贝,到结合docker-compose与rsync命令,到使用CI/CD工具,做到相对意义上的自动化……迄今为止,我们摸索出一套相对好用并且好玩的流程。

ImageDevOps

故事大致是这样的,当一只代码猴提交代码之后,他需要去接一杯咖啡。在猫屎氤氲的雾气里45°角仰望天花板,手机微信提醒这次构建成功(或失败,并附带污言秽语)。这时他可以开始往工位走,坐下时,微信又会提醒本次部署到Rancher成功(或失败)。

这一切开始的地方是github。当开发者写完 BUG 功能之后,需要有地方保存这些宝贵的资料。之所以没有使用Gitlab或Bitbucket搭建私有的Git服务器,是因为我们认为代码是最直接的价值体现。服务如骨架,终端如皮肤,UE如衣服,三者组成让人赏心悦目的风景,代码是这背后的基础。我们认为在团队精力无法更分散、人口规模尚小时,购买Github的商业版是稳妥且必要的,毕竟那帮人修复一次故障就像把网线拔下来再插上那样简单。

三、Drone CI

Drone这个单词在翻译中译作雄蜂、无人机。我特意咨询了一位精通一千零二十四国语言的英国朋友,说这个词的意思是autonomous,works by itself。白话就是有活它自己干,而且是自主的。不过这个解释对于Drone来说名副其实。这个在Github上拥有13,000+ Stars的开源项目,使用Golang编写,相比Jenkins的大而全,Drone是为Docker而生的CI软件。如果有使用过Gitlab CI的小伙伴,相信对Drone的使用方式不会感到陌生,他们都是使用Yaml风格文件来定义pipeline:

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pipeline:
build:
image: node:latest
commands:
- npm install
- npm run lint
- npm run test
publish:
image: plugins/npm
when:
branch: master

Drone的安装方式如同Rancher一样简单,一行docker命令即可。当然,大家也可以看Drone的官方文档,在这里,只讲一下使用Rancher catalog安装Drone的方式:

ImageDroneInstall

查看大图大家可以看到Drone使用Rancher catalog安装的方法(with github),在Github 的Settings中创建Drone的OAuth App时,Home Page Url务必要写你能访问Drone的IP地址或域名,例如:

http://drone.company.com

而OAuth App的Authorization callback URL应该对应上面的写法:

http://drone.company.com/authorize

小功告成:

ImageDroneInstalled

登录进Drone之后,在Repositories中找到你想要开启CI的Git Repo,用switch按钮打开它:

ImageDroneSwitched

这表示已经打开了Drone对于这个Repo的webhook,当有代码提交时,Drone会检测这个Repo的根目录中是否包含.drone.yml文件,如果存在,则根据yaml文件定义的pipeline执行CI流程。

四、Drone与rancher、harbor、企业微信的集成

在决定使用Drone之前,需要知道的是,Drone是一个高度依赖社区的项目。其文档诸多不完善(完善过,版本迭代,文档跟不上了),plugins质量良莠。但对于擅长Github issue、Google、Stackoverflow的朋友来说,这并不是特别困难的事情。Drone也有付费版本,无需自己提供服务器,而是像Github那样作为服务使用。

如果你决定开始使用Drone,截止到上面的步骤,我们打开了Drone对于Github Repo的监听,再次提醒,需要在代码repo的根目录包含.drone.yml文件,才会真正触发Drone的pipeline。

那么,如果想重现上面故事中的场景,应该如何进行集成呢?

我司在构建CI/CD的过程中,现使用Harbor作为私有镜像仓库,从提交代码到自动部署到Rancher,其实应当经历如下步骤:

  • 提交代码,触发Github Webhook
  • Drone使用docker插件,根据Dockerfile构建镜像,并推送到Harbor中
  • Drone使用rancher插件,根据stack/service,部署上面构建好的image
  • Drone使用企业微信插件,报告部署结果

在这里节选公司项目中的一段yaml代码,描述了上述步骤:

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# .drone.yaml

pipeline:
# 使用plugins/docker插件,构建镜像,推送到harbor
build_step:
image: plugins/docker
username: harbor_username
password: harbor_password
registry: harbor.company.com
repo: harbor.company.com/registry/test
mirror: 'https://registry.docker-cn.com'
tag:
- dev
dockerfile: Dockerfile
when:
branch: develop
event: push

# 使用rancher插件,自动更新实例
rancher:
image: peloton/drone-rancher
url: 'http://rancher.company.com/v2-beta/projects/1a870'
access_key: rancher access key
secret_key: rancher secret key
service: rancher_stack/rancher_service
docker_image: 'harbor.company.com/registry/test:dev'
batch_size: 1
timeout: 600
confirm: true
when:
branch: develop
event: push

# 使用clem109/drone-wechat插件,报告到企业微信
report-deploy:
image: clem109/drone-wechat
secrets:
- plugin_corp_secret
- plugin_corpid
- plugin_agent_id
title: '${DRONE_REPO_NAME}'
description: |
构建序列: ${DRONE_BUILD_NUMBER} 部署成功,干得好${DRONE_COMMIT_AUTHOR} !
更新内容: ${DRONE_COMMIT_MESSAGE}
msg_url: 'http://project.company.com'
btn_txt: 点击前往
when:
branch: develop
status:
- success

对接企业微信之前,需要在企业微信中新建自定义应用,比如我们的应用名字叫Drone CI/CD。当然,您也可以给每一个项目创建一个企业微信App,这样虽然麻烦,但是可以让需要关注该项目的人关注到构建信息。

下面是企业微信测试的截图:

ImageDroneBuilded

企业微信与微信客户端是连通的,可玩性还不错:

ImageWechatNotify

在这里我认为有必要提醒一下,使用Drone的企业微信插件时,不要使用Drone Plugins列表里的企业微信。翻阅其源码可以发现,其中一个函数会将企业的敏感信息发送至私人服务器。不管作者本身是出于BaaS的好意,还是其它想法,我认为都是不妥的:

ImageDroneWrokwchatBadCode

代码地址:https://github.com/lizheming/drone-wechat/blob/master/index.js

在此Drone Plugins里的企业微信插件出现很久之前,我的好友Clément 克雷蒙同学写了一个企业微信插件,至今仍在使用。欢迎检查源代码,提issue提bug,为了不让克雷蒙同学骄傲,我并不打算号召大家给他star:clem109/drone-wechat

而在构建完成后,可以看到Drone控制面板里小伙伴们战斗过的痕迹:

ImageDroneRecords

五、ELK与Rancher的集成

ELK是ElasticSearch、Logstash与Kibana的集合,是一套非常强大的分布式日志方案。ELK的使用更多在于其本身的优化以及Kibana面向业务时的使用,这本身是一个很大的话题,只ElasticSearch就有许多奇技淫巧。因为人力资源的原因,我们使用了兄弟部门搭建的ELK,等同于使用已有的ELK服务。所以在此也不再赘述ELK的搭建,网上有许多资源可供参考。

在这里要做的事情,就是把rancher中的日志归集到已有的ELK中。

在rancher的catalog中找到logspout,这是一个logstash的adapter,为docker而生:

ImageLogRun

在配置中设置LOGSPOUT=ignore,然后把ROUTE_URIS设置为已经搭建好的logstash地址,就可以将当前环境的日志集成到ELK中:

ImageLogConf

六、Traefik与Rancher的集成

目前看来一切都很好,对吗?的确是这样。我们提交了代码,drone自动构建镜像到harbor,自动部署到rancher,自动发送构建结果,rancher又可以帮助自动重启死掉的container,使用rancher webhook也可以实现自动弹性计算,并且可以使用yaml文件定制构建流程,定制一些report信息,当构建或部署失败时,让企业微信自动侮辱我们的小伙伴……

可是据说微服务还讲究服务注册和服务发现,如果并不想动用Zookeeper这样的核武器(就像我们不想用Kong一样,一是有一定学习和维护成本,二是Logo越改越丑),那就需要找到一个轻量级,能满足需求的替代品。况且目前并没有遇到需要削峰的处理。

对于域名的解析,我们选择使用Traefik作为LB,这个同样使用Golang编写,同样拥有将近13,000 Stars,并且兼具简单的服务注册和服务发现功能。更值得一提的是,Rancher catalog里的Traefik非常友好的集成了Let’s Encrypt(ACME)的功能,可以做到自动申请SSL证书,过期自动续期。当然,不推荐在生产环境使用,SSL免费证书的数量非常容易达到阈值而使得域名无法访问。

Traefik内部架构图(Image from traefik.io):

ImageTraefikInternal

如何安装Traefik呢?我们以Rancher catalog中的Traefik为例(不使用ACME):

ImageTraefikConfig

我们的目的是做域名解析,integration mode应该设置为external。Http Port设置为80,Https Port设置为443,Admin Port可以根据自己实际情况填写,默认8000。

此时的Traefik已经准备就绪,但是打开traefik_host:8000查看控制面板时,发现Traefik并没有做任何代理。原因是需要在代理的目标中,使用rancher labels标示出traefik的代理方式。

比如刚才安装的Drone,如果我们想代理到drone.company.com这个域名,则需要在drone server的container中设置lables:

ImageTraefikProxy

  • traefik.enable=true 表示启用traefik代理
  • traefik.domain=company.com 表示traefik代理的根域名
  • traefik.port=8000 表示这个container对外暴露的端口
  • traefik.alias=drone 表示想将drone server这个container解析为drone.company.com

需要注意的是,traefik.alias有可能导致重复解析,同时traefik有自己的一套默认解析规范。更详细的文档请看GitHub 地址:rawmind0/alpine-traefik

在设置rancher labels后,可以看到Traefik的控制面板中,已经注册了服务地址:

ImageTraefikAdmin

利用Traefik的这个特性和Rancher对于Container的弹性计算,可以做到简单的服务注册和服务发现。

最后需要在域名服务商那里做A记录解析,解析的IP地址应为Traefik的公网地址。
因为域名解析的默认端口是80和443,后面发生的事情就和Nginx的作用一毛一样了。域名解析到Traefik服务器的80端口(https则是443),Traefik发现这个域名已经注册到服务中,于是代理到10.xx开头的虚拟IP,转发请求并发送response。与Nginx Conf如出一辙:

ImageTraefikDomain

至此,我们已经完全实现从代码提交,到自动部署以及域名解析的自动化。在生产环境的Traefik on Rancher中开启Https,可以把ssl的整个信任链以文本的形式粘贴进去,同时修改Traefik的Https选项为true即可:

ImageTraefikProd

另外,Traefik并不是LB/Proxy的唯一选择,甚至不是最酷的选择,但确是目前与Rancher集成最好的。下面图中的程序都值得做调研(可以小小的注意一下istio,天庭饱满,骨骼轻奇,这还只是2017年7月底的数据……):

ImageProxyStars

事实上对于Traefik我们是又爱又恨。它能非常方便的与Rancher集成,功能简便强大,性能可观。但在最开始着实踩了不少坑,一度打算放弃并回归到传统的Nginx做反向代理的方式,甚至写了PR并被merge到master中。截止目前Rancher catalog中最新的1.5版本,已经是一个真正稳定可用的版本了。

七、小技巧

Node.js的项目中书写Dockerfile时,经常会用到yarn或者npm i来拉取依赖包。但npm的服务器远在世界的另一端,这时可以使用淘宝的镜像进行加速。通常我们在本地开发时执行会记得加上npm镜像,在服务器上跑Dockerfile也是一样的道理:

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FROM node:alpine
WORKDIR /app
COPY package.json .
RUN npm i --registry https://registry.npm.taobao.org
COPY . .
CMD [ "node", "bin/www" ]

Drone在构建镜像并推送到镜像仓库时,需要根据Dockerfile的基础镜像进行构建,而docker服务器也远在世界的另一端,同样的可以使用mirror来指定镜像仓库,并尽量使用alpine镜像缩小体积:

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pipeline:
build_step:
image: plugins/docker
username: harbor_name
password: harbor_pwd
registry: harbor.company.com
repo: harbor.company.com/repo/test
mirror: 'https://registry.docker-cn.com'

作大死命令,不要在服务器上使用。但本地开发很好用。意思是停止所有container,删除所有container,删除所有image:

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docker stop $(docker ps -aq) && docker rm $(docker ps -aq) && docker rmi $(docker images -aq)

八、结语,附带工具链汇总

罗马不是一天建成,万丈高楼平地起。在企业发展之初,我们在打基础的同时,也要保证项目高速迭代。短时间内无法做到Netflix的体量以及其对于微服务治理的精妙,在运作的细节中也有诸多需要完善的部分,例如BDD、TDD的实践,传统意义上的UAT与蓝绿灰度发布,移动时代的全链路日志,服务熔断、隔离、限流以及降级的能力,亦或是星火燎原的Service Mesh……所以退一步讲,必须先生存,才能生活。我们可以允许服务死掉,但是要保证无感知或极短感知的情况下,服务能迅速的活过来。

在持续交付的过程中,我们也尝试使用sonar代码质量管理,使用phabricator作为code review环节,因为配置的变更和微服务数量的逐渐增多,配置中心(主要考虑携程的Apollo)的引入也迫在眉睫,调用链监控以及代码重新埋点的成本(二节所述npm package rpc的优势又可体现)是否能抵过其带来的好处等等。但因目前尚未达到一个非常成熟的阶段,所以本次不再分享,仅表述其名来启发各位聪明的小伙伴。

除此之外,技术视野的成长也非朝夕。就像我国政府在大家买不起自行车时就开始修建高速公路,时至今日,还能说它是面子(KPI)工程吗?与社区一同进步,开阔视野的同时,保持独立思考的能力,是比上述所有更为重要的技能。

回到本文开头所写,一切都是赶鸭子上架。与其说笔者天资聪慧才貌过人风度翩翩儒雅风流,不如说这都是被逼的。同事抱怨流程繁琐不直观,若要做到代码和咖啡那样大繁若简,就需要思考CI/CD的目的与本质。大智若愚,真正的天才,必须能够让事情变得简单。

Rancher: rancher/rancher

Drone: drone/drone

Drone企业微信API插件: clem109/drone-wechat

Harbor: vmware/harbor

Traefik: containous/traefik

Phabricator: phacility/phabricator

SonarQube: SonarSource/sonarqube

Logspout: gliderlabs/logspout

配置中心(携程做的,代码写的还不错): ctripcorp/apollo

SuperSet(BI): apache/incubator-superset