使用 Cloud Build 持续部署到 Google Kubernetes Engine (GKE)

1. 概览

在本实验中，您将学习如何使用 Cloud Build 为 GKE 设置持续交付流水线。本实验重点介绍如何为不同的 Git 事件触发 Cloud Build 作业，以及 GKE 中自动化 Canary 版本的简单模式。

您将完成以下步骤：

• 创建 GKE 应用
• 自动为 Git 分支进行部署
• 为 Git 主分支自动进行部署
• 自动部署 Git 标记

2. 准备工作

在本参考指南中，您需要一个 Google Cloud 项目。您可以创建一个新项目，也可以选择已创建的项目：

1. 选择或创建 Google Cloud 项目。

转到“项目选择器”页面

1. 为您的项目启用结算功能。

启用结算功能

3. 准备您的环境

1. 创建要在整个教程中使用的环境变量：

   export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value project)
   export PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects describe $PROJECT_ID --format='value(projectNumber)')
   
   export ZONE=us-central1-b
   export CLUSTER=gke-progression-cluster
   export APP_NAME=myapp
   

2. 启用以下 API：
   • Resource Manager
   • GKE
   • Cloud Source Repositories
   • Cloud Build
   • Container Registry

   gcloud services enable \
       cloudresourcemanager.googleapis.com \
       container.googleapis.com \
       sourcerepo.googleapis.com \
       cloudbuild.googleapis.com \
       containerregistry.googleapis.com \
       --async
   

3. 克隆示例源代码并切换到实验目录：

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/software-delivery-workshop.git gke-progression
   
   cd gke-progression/labs/gke-progression
   rm -rf ../../.git
   

4. 将示例代码库中的占位值替换为您的 PROJECT_ID：在此步骤中，您将创建当前环境独有的各种配置文件实例。如需查看要更新的模板的示例，请运行以下命令。

   cat k8s/deployments/dev/frontend-dev.yaml.tmpl
   

   通过执行以下命令来执行变量替换。

   for template in $(find . -name '*.tmpl'); do envsubst '${PROJECT_ID} ${ZONE} ${CLUSTER} ${APP_NAME}' < ${template} > ${template%.*}; done
   

   如需查看替换后的文件示例，请运行以下命令。

   cat k8s/deployments/dev/frontend-dev.yaml
   

5. 如果您之前未使用过 Cloud Shell 中的 Git，请设置您要使用的 user.name 和 user.email 值：

   git config --global user.email "YOUR_EMAIL_ADDRESS"
   git config --global user.name "YOUR_USERNAME"
   

6. 将示例代码库中的代码存储在 Cloud Source Repositories 中：

   gcloud source repos create gke-progression
   git init
   git config credential.helper gcloud.sh
   git remote add gcp https://source.developers.google.com/p/$PROJECT_ID/r/gke-progression
   git branch -m main
   git add . && git commit -m "initial commit"
   git push gcp main
   

7. 创建 GKE 集群。

   gcloud container clusters create ${CLUSTER} \
       --project=${PROJECT_ID} \
       --zone=${ZONE}
   

8. 为 Cloud Build 授予对您的集群的权限。Cloud Build 会将该应用部署到您的 GKE 集群，并且需要相关权限。

   gcloud projects add-iam-policy-binding ${PROJECT_ID} \
       --member=serviceAccount:${PROJECT_NUMBER}@cloudbuild.gserviceaccount.com \
       --role=roles/container.developer
   

您的环境已准备就绪！

4. 创建 GKE 应用

在本部分中，您将构建和部署在本教程中使用的初始生产应用。

1. 使用 Cloud Build 构建应用：

   gcloud builds submit --tag gcr.io/$PROJECT_ID/$APP_NAME:1.0.0 src/
   

2. 手动部署到 Canary 和生产环境：使用 kubectl apply 命令创建生产和 Canary 部署和服务。

   kubectl create ns production
   kubectl apply -f k8s/deployments/prod -n production
   kubectl apply -f k8s/deployments/canary -n production
   kubectl apply -f k8s/services -n production
   

   此处部署的服务会将流量路由到 Canary 版部署和生产环境部署。
3. 检查正在运行的 Pod 数量。确认为前端运行了四个 Pod，包括三个用于生产流量的 Pod，一个用于 Canary 版本。这意味着，对 Canary 版本所做的更改只会影响四分之一 (25%) 的用户。

   kubectl get pods -n production -l app=$APP_NAME -l role=frontend
   

4. 检索生产服务的外部 IP 地址。

   注意：您可能需要过几分钟才能看到负载平衡器的外部 IP 地址。

   。

   kubectl get service $APP_NAME -n production
   

   负载平衡器返回 IP 地址后，继续执行下一步
5. 存储外部 IP 以供日后使用。

   export PRODUCTION_IP=$(kubectl get -o jsonpath="{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}"  --namespace=production services $APP_NAME)
   

6. 查看应用程序 检查服务的版本输出。它应该显示为 Hello World v1.0

   curl http://$PRODUCTION_IP
   

恭喜！您已部署示例应用！接下来，您将设置用于持续部署更改的触发器。

5. 自动执行 Git 分支部署

在本部分中，您将设置一个触发器，以在提交除 main 以外的任何分支时执行 Cloudbuild 作业。此处使用的 Cloud Build 文件会自动为任何现有分支或新分支创建命名空间和部署，让开发者能够在与主分支集成之前预览其代码。

1. 设置触发器：此触发器的关键组件是使用 branchName 形参来匹配 main，并使用 invertRegex 形参（设置为 true）并更改 branchName 模式以匹配除 main 以外的任何内容。为便于您参考，您可以在 build/branch-trigger.json 中找到以下几行内容。

     "branchName": "main",
     "invertRegex": true
   

   此外，与此触发器搭配使用的 Cloud Build 文件的最后几行还会创建一个以触发作业的分支命名的命名空间，然后在新命名空间中部署应用和服务。为供您参考，您可以在 build/branch-cloudbuild.yaml

     kubectl get ns ${BRANCH_NAME} || kubectl create ns ${BRANCH_NAME}
     kubectl apply --namespace ${BRANCH_NAME} --recursive -f k8s/deployments/dev
     kubectl apply --namespace ${BRANCH_NAME} --recursive -f k8s/services
   

   中找到以下几行内容 现在您已了解所使用的机制，接下来请使用下面的 gcloud 命令创建触发器。

   gcloud beta builds triggers create cloud-source-repositories \
     --trigger-config build/branch-trigger.json
   

2. 如需查看触发器，请前往控制台中的“Cloud Build 触发器”页面。前往“触发器”
3. 创建新分支：

   git checkout -b new-feature-1
   

4. 修改代码以指明 v1.1Edit src/app.py，并将响应从 1.0 更改为 1.1

   @app.route('/')
   def hello_world():
       return 'Hello World v1.1'
   

5. 提交更改并推送到远程代码库：

   git add . && git commit -m "updated" && git push gcp new-feature-1
   

6. 如需查看正在进行的构建，请前往控制台中的 Cloud Build 历史记录页面。前往“构建”构建完成后，继续下一步
7. 检索新部署的分支服务的外部 IP 地址。

   注意：您可能需要过几分钟才能看到负载平衡器的外部 IP 地址。

   。

   kubectl get service $APP_NAME -n new-feature-1
   

   负载平衡器返回 IP 地址后，继续执行下一步
8. 存储外部 IP 以供日后使用。

   export BRANCH_IP=$(kubectl get -o jsonpath="{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}"  --namespace=new-feature-1 services $APP_NAME)
   

9. 查看 applicationCheck 服务的版本输出。它应该显示为 Hello World v1.0

   curl http://$BRANCH_IP
   

6. 自动执行 Git 主分支的部署

在将代码发布到生产环境之前，通常先将代码发布到一小部分实时流量，然后再将所有流量迁移到新的代码库。

在本部分中，您将实现一个触发器，该触发器会在代码提交到主分支时激活。触发器会将接收所有实时流量的 25% 的 Canary 部署部署到新修订版本。

1. 为主分支设置触发器：

   gcloud beta builds triggers create cloud-source-repositories \
     --trigger-config build/main-trigger.json
   

2. 如需查看新触发器，请前往控制台中的“Cloud Build 触发器”页面。前往“触发器”
3. 将分支合并到主行并推送到远程代码库：

   git checkout main
   git merge new-feature-1
   git push gcp main
   

4. 如需查看正在进行的构建，请前往控制台中的 Cloud Build 历史记录页面。前往“构建”构建完成后，继续下一步
5. 查看来自 server 的多个响应。运行以下命令，并注意大约 25% 的响应显示的是 Hello World v1.1 的新响应

   while true; do curl -w "\n" http://$PRODUCTION_IP; sleep 1;  done
   

   准备好继续后，按 Ctrl+c 退出循环。

7. 自动部署 Git 标记

使用一小部分流量验证 Canary 部署后，您需要将部署发布到其余实时流量。

在本部分中，您将设置一个触发器，该触发器会在代码库中创建标记时激活。触发器会使用适当的标记来标记映像，然后将更新部署到生产环境，以确保 100% 的流量访问带标记的映像。

1. 设置代码触发器：

   gcloud beta builds triggers create cloud-source-repositories \
     --trigger-config build/tag-trigger.json
   

2. 如需查看新触发器，请前往控制台中的“Cloud Build 触发器”页面。前往“触发器”
3. 创建新标记并推送到远程代码库：

   git tag 1.1
   git push gcp 1.1
   

4. 如需查看正在进行的构建，请前往控制台中的 Cloud Build 历史记录页面。前往“构建”
5. 查看来自服务器的多个响应。运行以下命令，并注意，所有响应都显示 Hello World v1 的新响应。1 这可能需要一些时间，因为系统需要一些时间在 GKE 中部署新 Pod 并进行健康检查

   while true; do curl -w "\n" http://$PRODUCTION_IP; sleep 1;  done
   

   准备好继续后，按 Ctrl+c 退出循环。恭喜！您在 Cloud Build 中为分支和标记创建了 CI/CD 触发器，以便将您的应用部署到 GKE。

8. 清理

删除项目

注意：删除项目会产生以下影响：项目中的所有内容都会被删除。如果您在本教程使用现有项目，则删除该项目后，还将删除您已在该项目中完成的其他所有工作。

1. 在 Cloud 控制台中，前往“管理资源”页面。
2. 在项目列表中，选择要删除的项目，然后点击删除。
3. 在对话框中输入项目 ID，然后点击关停以删除项目。