Як впровадити конвеєри CI/CD на основі Kubernetes

Неперервна інтеграція та доставлення (CI/CD) — це одна з практик DevOps, що зменшує розриви між командами, які відповідають за різні етапи розробки продукту. Вона допомагає автоматизувати збирання, тестування та розгортання ПЗ.  

Конвеєр CI/CD дозволить вам раніше виявляти проблеми, підвищити продуктивність та швидше випускати продукти.

Сервіси неперервної інтеграції та доставлення компілюють зміни коду, які внесли розробники, а потім пов’язують і упаковують їх у програмні продукти. Автоматичні тести перевіряють функціональність ПЗ, а автоматизовані служби розгортання доставляють їх користувачам.

Kubernetes — ефективний інструмент для реалізації цих цілей. Розгляньмо переваги K8s для конвеєрів CI/CD та що необхідно знати, щоб це зробити.

Як працюють конвеєри CI/CD у Kubernetes

Kubernetes має набір об’єктів та стратегій розгортання, а також контролерів ресурсів, щоб ви могли автоматизувати процеси інтеграції конвеєра.

Для цього K8s використовує алгоритми оркестровки, які планують пакетні завдання, поступово розгортають та автоматично масштабують робочі навантаження. 

За допомогою контейнерного розгортання команди DevOps автоматизують проєктування, тестування, написання коду, інтеграцію, доставлення та розгортання застосунків.

Проблеми конвеєрів CI/CD у Kubernetes

Впровадити конвеєр CI/CD у K8s — непроста задача, проте варта ваших зусиль. Ось деякі важливі моменти, які ми радимо врахувати:

Автоматизоване тестування 

Важливий момент для створення та розгортання надійних програм у хмарі. Воно допомагає раніше виявляти помилки, завдяки чому можна підвищити гнучкість програми. Бажано, щоб тестове середовище при цьому відповідало робочому. Так ви оптимізуєте цикли збирання, тестування та розгортання в різних середовищах. 

Перш ніж переходити до наступних етапів конвеєра, ви маєте перевірити всі останні версії коду від розробників. А це може бути складно через інтеграцію різних хмарних провайдерів.

Розгортання та відкат

Kubernetes надає масштабовані та надійні API розгортання, що дозволяє випускати ваші програми в хмару без простоїв. А відкат забезпечує надійність коду, адже дозволяє відновити останнє стабільне розгортання, якщо в новій версії щось не так. Тому важливо розробити автоматизовану стратегію розгортання та відкату, яка гарантує, що робочі навантаження у продакшені будуть доступними.

Масштабованість

Ви можете тримати у Kubernetes десятки та навіть сотні програм. Інструменти CI/CD слідкуватимуть за великою кількістю репозиторіїв із вихідним кодом та паралельно запускатимуть кілька конвеєрів. Тому вам потрібно спроєктувати свій конвеєр CI/CD з врахуванням його масштабованості та виділити достатньо ресурсів для співробітників.

Підходи до конвеєрів CI/CD у Kubernetes

У Kubernetes є два підходи — це конвеєри на основі витягування (pull-based) та конвеєри на основі штовхання (push-based).

Pull-based конвеєр

За такого підходу зміни коду та інфраструктури застосовуються в межах кластера. Ця архітектура має агента або контролер у кластері, який сканує його стан та порівнює з декларативним бажаним станом. Якщо вони не збігаються, контролер автоматично вносить зміни.

Такий конвеєр безпечний та автоматизує надання доступу адміністратора для кожної зміни кластера.

Проте є й недоліки. Він працює лише для розгортань Kubernetes. А ще в багатокластерних структурах кожен з них теж має бути зі структурою на основі витягування.

Push-based конвеєр

Цей конвеєр не має агента, адже він використовує зовнішню систему. У такому конвеєрі зміни конфігурації фіксуються в репозиторії, який потім оновлює середовище, додаючи зміни до конвеєра.

Його легше реалізувати, він надає гнучкість та може застосовуватися в різних середовищах. Такі конвеєри стандартизують розгортання робочих навантажень як для хмарних, так і для традиційних середовищ, через що вони підходять для гібридних та багатокластерних моделей.

Але радимо зважити всі за та проти. Тут ви надаєте доступ до конвеєра CI/CD зовнішньому адміністратору, тож це менш безпечно, ніж перший варіант. А також ви маєте відкрити брандмауер кластера для зовнішніх служб.

Що дають конвеєри CI/CD на базі Kubernetes

З конвеєрами на базі Kubernetes ви забезпечите швидке й автоматичне оновлення програм. Конвеєр CI/CD у K8s:

• Скорочує цикли випуску, адже автоматизує тестування та розгортання. 
• Працює зі збоями. Автоматизує оновлення, щоб швидко та ефективно все виправити в разі відключення електроенергії або стрибку трафіку. 
• Автоматично масштабується. Зможете легко масштабувати та тиражувати робочі навантаження зі зміною потреб у трафіку. 
• Ефективно використовує ноди. Адміністратори зможуть встановлювати обмеження на ресурси та запити, щоб забезпечити ефективне використання серверних обчислень, пам’яті та ресурсів зберігання.
• Розгортає на основі мікросервісів, тобто у портативних контейнерах з усіма необхідними бібліотеками та ресурсами. Це спрощує розгортання та керування хмарними застосунками.

І це лише частина того, що ви отримуєте з Kubernetes.

Практики та інструменти для конвеєрів CI/CD на основі Kubernetes

Найкращі підходи залежать від ваших задач. Проте є поширені методи для реалізації ефективних конвеєрів CI/CD у Kubernetes. Розгляньмо їх:

1. GitOps — спосіб керування інфраструктурою та хмарними програмами за допомогою Git. Всі конфігурації програми та конвеєра зберігаються в Git поруч із вихідним кодом програми. Це спрощує доставлення застосунків на основі CI/CD та контроль інфраструктури.
2. Стратегії розгортання. Це методи випуску, оновлення та відкату застосунків. Вам потрібно вибрати набір стратегій розгортання та включити їх у конвеєри CD, оскільки вони можуть допомогти зменшити час простою та ризик збою.
3. Загальна спостережуваність. Ви маєте стежити за конвеєром CI/CD, адже якщо щось вийде з ладу, ви не зможете створювати нові випуски та виправляти помилки. Тому вам потрібно контролювати стан його етапів та створити сповіщення для відповідальних людей. 
4. Ретельний вибір ідеального середовища. Оберіть відповідну версію Kubernetes, оскільки від цього залежить набір інструментів та методологій безперервної інтеграції та доставлення. Це вплине на масштабування, безпеку та вартість.
5. Захист секретів. Не радимо включати секрети та конфігурації кластера в образи контейнерів або визначення подів. Секрети слід зберігати в зашифрованому репозиторії або визначати їх як об’єкти Kubernetes Secret. 

Для того, щоб реалізувати всі ці практики, спробуйте такі інструменти як GitHub Actions, GitLab CI, Jenkins X, Argo CD та Spinnaker.

Післяслово

Реалізація конвеєра неперервної інтеграції та доставлення у Kubernetes має свої переваги. Так ви автоматизуєте процеси, скоротите цикли випуску продуктів та оновлень, знизите ризик збоїв та зможете автоматично масштабуватися за потреби. 

Kubernetes має головний недолік — високий бар’єр для входу, адже він може бути складним у налаштуванні. Без знання певних нюансів роботи з ним ви можете стикнутися з проблемами під час налаштування автоматизованого тестування, розгортання та відкату, а також масштабування.

Уникнути цих проблем та перемогти у протистоянні з K8s можна за допомогою нашого курсу «Адміністрування Kubernetes». Переходьте за посиланням та залишайте заявку, а наші менеджери зв’яжуться з вами найближчим часом.