Skaffoldi ülevaade Kubernetesel arendamiseks

Poolteist aastat tagasi, 5. märtsil 2018, käivitas Google oma avatud lähtekoodiga CI/CD projekti, mille nimi on Skaffold, mille eesmärk on luua „lihtne ja reprodutseeritav arendus Kuberneteses”, et arendajad saaksid keskenduda tõeliselt arendusele, mitte haldamisele. Miks on Skaffold huvitav? Selgub, et tal on mõned trumpässad varrukas, mis võivad teha sellest tugeva tööriista arendajatele ja võib-olla ka eksploiteerimise inseneridele. Tutvume projekti ja selle võimalustega.

NB: Muide, oleme juba lühidalt rääkinud Skaffoldist meie üldises arendajate tööriistade ülevaates, kelle elu on seotud Kubernetesega.

Teooria. Eesmärk ja võimalused

Seega, kui rääkida üldiselt, lahendab Skaffold CI/CD tsükli automatiseerimise ülesande (ehitamisel, tõukamisel, juurutamisel), pakkudes arendajale kiiret tagasisidet, st võimalust kiiresti saada tulemusi koodimuutuste kohta - värskendatud rakenduse näol, mis töötab Kuberneteses. See võib toimida erinevates keskkondades (dev, stage, production...), mille jaoks Skaffold aitab kirjeldada vastavaid väljalaskepipeline'e.

Skaffoldi lähtekood on kirjutatud Go keeles, GNU Üldine Avaliku litsentsi alusel. Apache License 2.0 (GitHub) vabakirjanduse tingimustel.

Vaadakem peamisi funktsioone ja omadusi. Esimeste seas võib nimetada järgmist:

• Skaffold pakub vahendeid CI/CD pipeline'ide loomiseks.
• See võimaldab taustal jälgida muudatusi lähtekoodis ja käivitada automatiseeritud protsesse koodi kompileerimiseks konteineripiltideks, nende piltide avaldamiseks Docker Registry's ja nende juurutamiseks Kubernetesesse.
• Sünkroniseerib failid hoidlas konteineri töötava kataloogiga.
• Automaatne testimine container-structure-test abil.
• Edastab porte.
• Lugeda rakenduse logisid, mis on konteineris käivitatud.
• Aitab Java, Node.js, Python, Go keeles kirjutatud rakenduste tõrkeotsingul.

Nüüd räägime omadustest:

• Skaffoldil ei ole klastripoolseid komponente. See tähendab, et Kubernetesit pole vaja selle tööriista kasutamiseks täiendavalt seadistada.
• Erinevad torud teie rakendusele. Kas peate koodi kohaliku Minikube'i kaudu välja andma, samal ajal kui te arendate, ja seejärel stseenis või tootmises? Selleks on ette nähtud profiilid ja kasutajakohased konfiguratsioonid, keskkonnamuutujad ja lipud, mis võimaldavad ühte rakendust erinevalt kirjeldada.
• CLI. Ainult konsooli tööriist ja YAML konfiguratsioonid. Internetis leidub teateid katsetest luua eksperimentaalset GUI-d, kuid praegu tähendab see pigem seda, et keegi vajab seda, kuid mitte väga palju.
• Modulaarsus. Skaffold ei ole iseseisev kombain, vaid püüab kasutada eraldi mooduleid või juba olemasolevaid lahendusi konkreetsete ülesannete jaoks.

Viimase illustratsioon:

• Ehitusfaasis saab kasutada:
  • docker build kohalikult, klastris kaniko abil või Google Cloud Build'is;
  • Bazel kohalikult;
  • Jib Maven ja Jib Gradle kohalikult või Google Cloud Build'is;
  • kohandatud build-skriptid, mis käivitatakse kohalikult. Kui vajate teistsugust (paindlikumat / tuttavamat / …) kogumise lahendust, siis see kirjeldatakse skriptis, et Skaffold käivitaks just selle.dokumendi näide) See võimaldab kasutada üldse mitte mingit kogujat, mida on võimalik skripti abil kutsuda;
• Testeetapis toetatakse juba mainitud container-structure-test;
• Deployimiseks on ette nähtud:
  • Kubectl;
  • Helm;
  • kustomize.

Selle tõttu võib Skaffoldit nimetada teatud määral CI/CD ehitamise raamistiku. Siin on näide töökäigust selle kasutamisel (projekti dokumentatsioonist):

Kuidas näeb Skaffoldi töö üldiselt välja?

1. Tööriist jälgib muudatusi lähtekoodi kataloogis. Kui failidesse tehakse muudatusi, sünkroonitakse need rakenduse pod'iga Kubernetes klastris. Kui võimalik, siis ilma uue pildi eelnevata ehitamiseta. Kui see pole võimalik, siis ehitatakse uus pilt.
2. Ehitatud pilti kontrollitakse container-structure-testiga, märgistatakse ja saadetakse Docker Registry'sse.
3. Pärast seda pilti deployitakse – arendatakse üles Kubernetes klastris.
4. Kui käivitamine algatati käsu kaudu skaffold dev, siis hakkame saama rakendusest logisid, samas kui Skaffold ootab muudatusi, et kõik toimingud uuesti korda teha.

Skaffoldi töö peamiste etappide illustreerimine

Praktika. Proovime Skaffoldi

Skaffoldi kasutamise demonstreerimiseks võtan näite projekti GitHubi hoidlast.Muide, seal on samuti mitmeid teisi näiteid, mis arvestavad erinevaid spetsiifikasid. Kõik toimingud teen kohapeal Minikubes. Installimine on lihtne ja võtab vaid mõned minutid, kuid töötamiseks on vajalik kubectl.

Paigaldame Skaffoldi:

curl -Lo skaffold https://storage.googleapis.com/skaffold/releases/latest/skaffold-linux-amd64
chmod +x skaffold
sudo mv skaffold /usr/local/bin
skaffold version
v0.37.1

Kloonime endale Skaffoldi hoidla vajalike näidetega:

git clone https://github.com/GoogleContainerTools/skaffold
cd skaffold/examples/microservices

Valisin näite kahe pod’iga, millest igaühes on üks väike Go-rakendus. Üks rakendus on front-end (leeroy-web), mis suunab päringu teisele rakendusele — back-endile (leeroy-app). Vaatame, kuidas see välja näeb:

~/skaffold/examples/microservices # tree
.
├── leeroy-app
│   ├── app.go
│   ├── Dockerfile
│   └── kubernetes
│       └── deployment.yaml
├── leeroy-web
│   ├── Dockerfile
│   ├── kubernetes
│   │   └── deployment.yaml
│   └── web.go
├── README.adoc
└── skaffold.yaml
 
4 kausta, 8 faili

leeroy-app ja leeroy-web sisaldavad Go koodi ja lihtsaid Dockerfiles selle kohaliku ehitamiseks:

~/skaffold/examples/microservices # cat leeroy-app/Dockerfile
FROM golang:1.12.9-alpine3.10 as builder
COPY app.go .
RUN go build -o /app .
 
FROM alpine:3.10
CMD ["./app"]
COPY --from=builder /app .

Rakenduste koodi ma näitama ei hakka — piisab sellest, et leeroy-web vastab päringutele ja edastab need leeroy-app. Seetõttu failides Deployment.yaml on ainult Service app (sisemiseks marsruutimiseks). Pod'i port web edastatakse meile rakendusele kiire ligipääsuks.

Kuidas näeb välja skaffold.yaml:

~/skaffold/examples/microservices # cat skaffold.yaml
apiVersion: skaffold/v1beta13
kind: Config
build:
  artifacts:
    - image: leeroy-web
      context: ./leeroy-web/
    - image: leeroy-app
      context: ./leeroy-app/
deploy:
  kubectl:
    manifests:
      - ./leeroy-web/kubernetes/*
      - ./leeroy-app/kubernetes/*
portForward:
  - resourceType: deployment
    resourceName: leeroy-web
    port: 8080
    localPort: 9000

Siin on kirjeldatud kõik etapid, mis eelnevalt mainitud. Lisaks sellele konfiguratsioonile on olemas ka globaalsete seadistustega fail — ~/.skaffold/config. Seda saab redigeerida käsitsi või CLI abil — näiteks nii:

skaffold config set --global local-cluster true

See käsk seab globaalse muutujana local-cluster väärtuse true, pärast mida Skaffold ei püüa pilte kaugregistrisse 'push'ida. Kui töötate lokaalsetes tingimustes, saate seda käsku kasutada, et koguda pilte samuti lokaalselt.

Naaseme skaffold.yaml:

• etappi build , kus määrame, et pilt tuleb koguda ja salvestada lokaalselt. Pärast esmakordset kompileerimise käivitamist näeme järgmist:

  // т.к. Minikube создает кластер в отдельной виртуальной машине,
  // придется проникнуть внутрь, чтобы найти образы
  # minikube ssh
  $ docker images
  REPOSITORY                                TAG                                                                IMAGE ID            CREATED             SIZE 
  leeroy-app                                7d55a50803590b2ff62e47e6f240723451f3ef6f8c89aeb83b34e661aa287d2e   7d55a5080359        4 hours ago         13MB 
  leeroy-app                                v0.37.1-171-g0270a0c-dirty                                         7d55a5080359        4 hours ago         13MB
  leeroy-web                                5063bfb29d984db1ff70661f17d6efcc5537f2bbe6aa6907004ad1ab38879681   5063bfb29d98        5 hours ago         13.1MB
  leeroy-web                                v0.37.1-171-g0270a0c-dirty                                         5063bfb29d98        5 hours ago         13.1MB

  Kuidas näha, Skaffold ise markeeris pildid. Muide, toetatakse mitmeid markeerimispoliitikaid.

• Edasi on konfis näidatud context: ./leeroy-app/, st on määratud kontekst, milles pilti kogutakse.
• Depoos määratakse, et kasutame kubectl’i ja maski vajalike manifestide jaoks.
• PortForward: sarnaselt sellele, kuidas me tavaliselt porte edastame kubectl port-forward, anname Skaffoldile korralduse selle käsu väljakutsumiseks. Antud juhul — lokaalne port 9000 suunatakse 8080-le Deployment'is, mille nimi on leeroy-web.

On aeg alustada skaffold dev: käsk loob jätkuva „tagasiside tsükli“, st mitte ainult ei kogu kõike ja ei depoleeri klastrisse, vaid ka ütleb pod'ide seisundi hetkel, jälgib muudatusi ja uuendab pod'ide seisundit.

Siin on käivitamise tulemus skaffold dev --port-forward uuesti kokkupanemise korral:

Esiteks on näha, et kasutatakse vahemälu. Edasi — rakendus kogutakse, depoleeritakse, ja portide edastamine toimub. Kuna on määratud --port-forward, Skaffold edastas porti kuni web, nagu paluti, kuid app ta edastas oma äranägemise järgi (valis lähima vaba). Pärast seda saame esimesed logid rakendustest.

Kontrollime toimivust?

~/skaffold/examples/microservices # kubectl get po
NIMI                           VALMIS  SEISUND  UUESTIKÄIVITAMISD  VANUS
leeroy-app-6998dfcc95-2nxvf   1/1     Käib    0           103s
leeroy-web-69f7d47c9d-5ff77    1/1     Käib    0           103s
~/skaffold/examples/microservices # curl localhost:9000
leeroooooy app!!!

Muudame faili leeroy-app/app.go — möödub paar sekundit… ja:

~/skaffold/examples/microservices # kubectl get po
NIMI                           VALMIS  SEISUND  UUESTIKÄIVITAMISD  VANUS
leeroy-app-ffd79d986-l6nwp    1/1     Käib    0           11s
leeroy-web-69f7d47c9d-5ff77    1/1     Käib    0           4m59s
~/skaffold/examples/microservices # curl localhost:9000
leeroooooy Habr!!!

Skaffold väljastas konsoolis sama, mis varem, välja arvatud üks aspekt: ta näitas ainult leeroy-app, mitte kõike korraga.

Rohkem praktikat

Tasub mainida, et uue projekti loomisel saab Skaffoldi konfiguratsioone „bootstrap‘ida” käsuga init, mis on väga mugav. Lisaks saab kirjutada mitu konfiguratsiooni: arendada vaikimisi konfiguratsiooni järgi ja seejärel minna etappi käsuga run sama protsess, mis on dev, kuid ei jälgi muudatusi, kasutades teist konfiguratsiooni.

Katacodas on juhend näide, mis on veelgi lihtsam. Seal on juba valmis liivakast koos Kubernetes, rakenduse ja Skaffoldiga. Suurepärane võimalus, kui soovite ise proovida kõige tähtsamaid aspekte.

Üks võimalik Skaffoldi kasutamise variant on arendustöö kaugklastri peal. Mitte kõik ei soovi käivitada Minikube'i oma riistvaral, pärast mida rakendust käivitada ja oodata selle korrektselt toimimist… Sel juhul lahendab Skaffold ülesande suurepäraselt, millest võivad kinnitada näiteks Redditi insenerid, nagu oleme juba kirjutanud meie blogist.

Ja selles publikatsioonis Weaveworksilt leiate näite tootmispipeline'i loomisest.

Kokkuvõte

Skaffold — mugav tööriist rakenduste juurutamise protsesside ülesehitamiseks Kuberneteses, mis keskendub eelkõige arenduse vajadustele. Selle abil on suhteliselt lihtne luua "lühi" protsess, mis arvestab arendaja peamisi vajadusi, kuid soovi korral on võimalik korraldada ka keerukamaid protsesse. Näiteks võib tuua Skaffoldi kasutamise näitena CI/CD protsessides on toodud selline testprojekt 10 mikroteenust, mis kasutavad Kubernetes, gRPC, Istio ja OpenCensus jälgimist.

Skaffold on saanud peaaegu 8000+ tähte GitHubis, seda arendab Google ja see kuulub GoogleContainerTools — praegu on igal juhul kõik tõendid, et projekt jätkab pika ja eduka arengu teed.

P.S.

Lugege ka meie blogist:

• «Arendustööriistad Kuberneteses töötavatele rakendustele»;
• «werf — meie CI/CD tööriist Kubernetesis (ülevaade ja videoettekanne)»;
• «Garden v0.10.0: Teie sülearvuti ei vaja Kubernetes»;
• «Kubernetesi näpunäited ja nipid: kohaliku arenduse ja Telepresence'i kohta».

Allikas: habr.com