Jenkins X-（1）基本概念和最佳实践

概念

Jenkins X是基于Kubernetes的持续集成、持续部署平台。也是Jenkins的子项目。Jenkins X旨在使程序员在研发过程中能够轻松遵循DevOps原理和最佳实践。

介绍

Jenkins X是研发过程和工具的选择，以及将所有东西包装成一个易于学习和使用的内聚单元的胶水。从事软件行业的人总是倾向于重新发明轮子。我们花了无数个小时试图找出如何更快地开发我们的应用程序，以及如何拥有一个尽可能接近生产的本地环境。我们花时间搜索工具，使我们能够更有效地打包和部署我们的应用程序。我们设计形成连续输送管道的步骤。我们编写脚本来自动执行重复的任务。然而，我们无法逃避这样一种感觉：我们很可能正在重新创造别人已经做过的事情。Jenkins X旨在帮助我们做出这些决定，并帮助我们为工作选择正确的工具。这是一个行业最佳实践的集合。在某些情况下，Jenkins X是定义这些实践的人，而在其他情况下，它帮助我们采用其他人的实践。

比如当我们开始一个新的项目，Jenkins x将创建结构和所需的文件。如果我们需要一个kubernetes集群，其中包含选择、安装和配置的所有工具，Jenkins X将执行此操作。如果我们需要创建git存储库、设置webhook和创建连续的传递管道，我们只需要执行一个jx命令。

原则

“DevOps是旨在缩短将源代码发布到生产环境时间的一组实践。这里不仅仅减少从源代码更改到最后生产环境发布的时间差，同时还要确保系统的高质量，”

DevOps项目的目标是：

1、更快的上市时间

2、提高部署频率

3、更短的修复时间

4、降低发布失败率

5、更快的平均恢复时间

高效团队应该每天能够部署多次，远高于每周一次到每月一次的行业平均水平。

从“提交的代码”状态到“生产中的代码”状态的时间应少于一小时，更改失败率应少于15％，而业界平均比例高达31-45％。

从故障中恢复的平均时间也应少于一小时。

Jenkins X从最初的设计就是基于这些原则，允许团队应用DevOps最佳实践来达到行业顶峰的绩效目标。

最佳实践

以下最佳实践被认为是成功运行DevOps方法的关键：

1、松耦合架构

2、自助服务配置

3、自动部署和管理资源

4、持续构建/集成和交付

5、自动发布管理

6、增量测试

7、基础结构配置为代码

8、全面的配置管理

9、基于主干的开发和功能标志

Jenkins X将许多业界熟悉的方法和组件整合到一个系统中，从而最大程度地减少了复杂性。

架构

Jenkins X建立在松耦合架构的DevOps模型的基础上，用以支持多个团队可重复的方式部署大量分布式微服务。

概念模型

构建

Jenkins X建立在以下核心组件之上：

Kubernetes & Docker

该系统的核心是Kubernetes，它已成为DevOps的事实上的虚拟基础架构平台。现在，每个主要的云提供商都提供Kubernetes基础架构服务。如果需要，Kubernetes也可以内部安装在私有云基础架构上。还可以使用Minikube安装程序在本地开发硬件上创建测试环境。

在功能上，Kubernetes平台扩展了以跨越多个物理节点的Docker容器。

简而言之，Kubernetes提供了一个同类的虚拟基础架构，可以通过添加或删除节点来动态扩容。每个节点都可参与单个大型专用虚拟网络空间。

Kubernetes中的部署单位是Pod，pod可以包含一个或多个Docker容器和一些元数据。Pod中的所有容器共享相同的虚拟IP地址和端口空间。Kubernetes的部署是声明式的。当用户指定要部署Pod的版本和数量后，Kubernetes通过跨节点部署或删除Pod来决定从当前状态到所需状态所需的操作。关于如何配置Pod的具体特性则被系统可用资源，所需资源和标签匹配的影响。部署后，Kubernetes会定期进行健康状况检查，通过终止和替换无响应的Pod来确保每种类型的Pod所需保持数量。

为了确定某种结构，Kubernetes允许创建虚拟命名空间Namespace，该命名空间可用于逻辑上分隔Pod，并将Pod组与特定资源相关联。例如，命名空间中的资源可以共享一个安全策略。资源名称在命名空间内必须唯一，但可以在不同命名空间中重用。

在Jenkins X模型中，一个Pod相当于一个已部署的微服务实例（在大多数情况下）。在需要水平扩展微服务的情况下，Kubernetes允许部署多个相同运行实例的Pods，而每个实例都有其自己的虚拟IP地址。它们可以聚合到一个称为服务Service的虚拟节点中，该节点有唯一的静态IP地址和与该服务名称匹配的本地DNS条目。对该服务的调用会动态随机映射到某个健康Pod实例的IP。服务还可以用于重新映射端口。在Kubernetes虚拟网络中，可以使用以下格式的使用完全域名来调用服务：“..svc.cluster.local”，可以将其缩写为 “.” 或在属于相同名称空间Namespace的情况下仅为“”。比方说，在“finance” 的名称空间下调用RESTful服务“payment”，就可以在代码中根据调用代码的位置来决定是“http://payments.finance.svc.cluster.local”，“http://payments.finance”或只是“http://payments”。

Kubernetes代表了一个强大且不断更新的可用于大规模部署服务的平台。但是一般研发人员也很难理解和操作Kubernetes的负责配置。Jenkins X为Kubernetes带来了一组默认配置和一些简化的工具，这些工具目的就是优化DevOps和简化松耦合服务的管理。

“jx”命令行工具提供了对Kubernetes实例进行一些常见操作的简单方法，例如查看日志和连接到容器实例。此外，Jenkins X通过扩展Kubernetes命名来创建Environments，这些Environments可以流水线的方式链接在一起形成不断升级的发布管道。

Jenkins X Environment可以给研发团队的一个给定虚拟基础架构环境，例如Dev，Staging，Production等。通过定义环境之间的升级规则，构建完的代码可以在流水线里的各个环境上进行自动或手动发布。每个环境均按照GitOps方法进行管理环境的状态在Git存储库里来维护，向Git存储库提交或回滚变更会触发Kubernetes中给定环境状态的相应改变。

在Jenkins X的系统里，我们可以使用jx create cluster命令直接创建Kubernetes集群，从而在发生故障时轻松地复制集群。同样，我们可以使用“jx upgrade platform” 在现有集群上升级Jenkins X平台。Jenkins X支持通过jx context处理多个Kubernetes集群，并支持jx environment切换在同一个集群中的不同环境。

开发人员应了解Kubernetes提供在整个群集中分发配置和安全凭证的功能。ConfigMap可用于为非机密配置元数据创建名称/值对name/value pairs的集合，同时Secrets则对安全凭证和令牌执行加密保护的机制。Kubernetes还提供了一种为Pod指定资源配额的机制，这对于优化跨节点的部署是必要的。

默认情况下，Pod状态为瞬态。删除该Pod时，写入Pod本地文件系统的所有数据都会丢失。开发人员应注意，作为Node常规负载平衡过程的一部分，Kubernetes可能会在任何时候单方面决定删除Pods实例并重新创建它们，因此本地数据可能随时丢失。如果需要保存状态数据，则需要声明持久保留的储存空间，并将其安装在特定Pod的文件系统中。

Helm and Draft

用户如果直接与Kubernetes交互，可以使用kubectl命令行进行手动配置，或将各种类型的YAML数据传递给Kubernetes API Server。这个操作过程可能很复杂，并且容易出现人为错误。根据DevOps的“将代码配置为代码”原则，Jenkins X利用Helm和Draft两个开源软件来为用户的应用程序创建原子配置单元。

Helm通过Chart的方式简化了Kubernetes的配置。Chart是一组文件，这些文件共同指定了将给定应用程序或服务部署到Kubernetes中所需的元数据。Helm并没有使用基于Kubernetes API的一系列样板YAML文件，而是使用模板语言从单个共享值集来创建所需的YAML规范文件。这使得在可重用的Kubernetes应用程序进行部署时，可以选择性地重新定义配置。

参考：JenkinsX官网