Gitlab CI 使用阿里云 kubernetes serverless

冯宇 Posted at — Nov 27, 2020 阅读

Gitlab 自带一个轻量级的 CI gitlab-ci，轻便好用，奈何我们的服务器资源有限，配置不是很高，一直将 gitlab runner 和 gitlab 放在同一台服务器上，每次大规模运行 CI 的时候总是煎熬。经常会因为 CI 负载太高导致 gitlab 暂时不可访问，或者构建产生的容器太多占满了磁盘的空间，苦不堪言。

而阿里云 kubernetes serverless的诞生非常好的弥补了这个短板，它非常契合 CI 的这种需求。本文我们分享下我们在 gitlab ci 的实践，使用阿里云 kubernetes serverless 跑 CI 任务。

gitlab runner 配置

我们是将gitlab-ce omnibus 安装包和gitlab-runner安装到同一台阿里云 ECS 服务器上。运行 gitlab-runner 的注册命令，添加一个k8s的 executor:

# sudo gitlab-runner register
Runtime platform                                    arch=amd64 os=linux pid=2934 revision=8fa89735 version=13.6.0
Running in system-mode.

Enter the GitLab instance URL (for example, https://gitlab.com/):
https://mygitlab.domain.com   # <===== 这里输入你的gitlab访问地址
Enter the registration token:
a1b2c3...  # <===== 这里的token在gitlab admin页面runners配置页面下，复制出来即可
Enter a description for the runner:
[gitlab]: k8s # <==== 这里输入你想写的描述，默认gitlab
Enter tags for the runner (comma-separated):
docker,k8s  # <===== 这里输入tag，逗号分隔，用于匹配.gitlab-ci.yml中的tags选择
Registering runner... succeeded                     runner=DRN6fxRz
Enter an executor: custom, docker, shell, ssh, virtualbox, kubernetes, docker-ssh, parallels, docker+machine, docker-ssh+machine:
kubernetes  # <==== 这里我们要添加k8s serverless集群，当然是k8s
Runner registered successfully. Feel free to start it, but if it's running already the config should be automatically reloaded!

注册成功在 gitlab admin 页面应该就能看到新的 runner 已经添加了(刚添加进去是locked状态，在右边的 edit 按钮打开设置页面，激活即可使用)

gitlab admins runners页面

打开/etc/gitlab-runner/config.toml文件，可以看到生成的模板类似于下面:

[[runners]]
  name = "gitlab-k8s"
  url = "https://mygitlab.domain.com"
  token = "your_token"
  executor = "kubernetes"
  [runners.custom_build_dir]
  [runners.cache]
    [runners.cache.s3]
    [runners.cache.gcs]
    [runners.cache.azure]
  [runners.kubernetes]
    host = ""
    bearer_token_overwrite_allowed = false
    image = ""
    namespace = ""
    namespace_overwrite_allowed = ""
    privileged = false
    service_account_overwrite_allowed = ""
    pod_annotations_overwrite_allowed = ""
    [runners.kubernetes.affinity]
    [runners.kubernetes.pod_security_context]
    [runners.kubernetes.volumes]

到这里基本的 gitlab runner 配置就完成了(后续一些优化配置见后文)

开通与配置阿里云 kubernetes serverless

开通阿里云 kubernetes serverless 是免费的，只收取 ECI 实例的费用。有关 ECI 实例的计费参考计费概述

在阿里云的控制台上找到 k8s serverless 的入口创建集群就行了:

阿里云kubernetes serverless创建集群

等待集群创建成功，转到连接信息页面，复制下来 kubectl 的配置内容:

kubectl配置内容

在 gitlab-runner 服务器上安装 kubectl

将连接信息复制到gitlab-runner用户的 kubectl 配置中(因为 gitlab-runner 服务使用gitlab-runner这个用户运行，所以必须配置成这个用户的 kubectl 配置):

# 切换成 gitlab-runner 用户，后续操作使用 gitlab-runner 身份
# sudo -iu gitlab-runner
$ mkdir -p ~/.kube
$ vim ~/.kube/config  # <==== 将连接信息复制到这个文件中

检查 k8s serverless 集群连接，正常的话大概像这样:

$ kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"19", GitVersion:"v1.19.4", GitCommit:"d360454c9bcd1634cf4cc52d1867af5491dc9c5f", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-11-11T13:17:17Z", GoVersion:"go1.15.2", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"18+", GitVersion:"v1.18.8-aliyun.1", GitCommit:"cff3030", GitTreeState:"", BuildDate:"2020-11-19T07:19:32Z", GoVersion:"go1.13.15", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

说明配置已经 OK 了，此时跑个 CI 任务看看。

注意需要运行能跑在 docker 的 CI 任务，可以参考之前的文章耗时三天，我将 Gitlab CI 由 shell executor 平滑迁移 Docker 环境)

gitlab ci终端输出

k8s serverless页面输出

到这里基本的流程已经实现了。

TIPS

为了节省构建时间以及一些费用，还需要一些优化，这里提供一些优化方案供参考

使用 OSS 存储构建缓存

目前 k8s serverless 集群支持 OSS 做 PVC，因此可以考虑将构建缓存放在 OSS 上加速构建过程。在控制台或者 yaml 文件中创建 OSS 的 PVC 即可，我这里的使用的配置如下:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  labels:
    alicloud-pvname: gitlab-cache-pv
  name: gitlab-cache-pv
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  capacity:
    storage: 50Gi
  claimRef:
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    name: gitlab-cache-pvc
    namespace: default
  flexVolume:
    driver: alicloud/oss
    options:
      akId: 你的AK_ID
      akSecret: 你的AK_SECRET
      bucket: 你的bucket
      otherOpts: "-o max_stat_cache_size=0 -o allow_other"
      # 使用的域名参考OSS文档: https://help.aliyun.com/document_detail/31837.html,我的环境是VPC
      url: vpc100-oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: oss

---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: gitlab-cache-pvc
  namespace: default
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi
  selector:
    matchLabels:
      alicloud-pvname: gitlab-cache-pv
  storageClassName: oss
  volumeName: gitlab-cache-pv

kubectl apply -f gitlab-cache.yml

直接在阿里云控制台界面上创建是同样的效果:

gitlab-cache-pv

然后在/etc/gitlab-runner/config.toml中添加 PVC 的挂载:

[[runners]]
  # ...
  [runners.kubernetes]
    # ...
    [runners.kubernetes.volumes]
      [[runners.kubernetes.volumes.pvc]]
        name = "gitlab-cache-pvc"
        mount_path = "/cache"

这样 gitlab ci cache 就可以存储在 OSS 上了，以后构建会快很多。

使用阿里云的容器镜像

k8s serverless 集群使用阿里云的容器镜像，阿里云容器镜像如果没有镜像缓存会直接超时 500 错导致构建直接失败，因此有必要在本地就提前预热，建议将本地使用的 docker 镜像仓库配置为阿里云的https://pqbap4ya.mirror.aliyuncs.com

docker 镜像仓库配置参考: 国内开发资源镜像一览
也可以使用镜像缓存加速 ECI 实例启动。
使用自动镜像缓存可以在 gitlab-runner 中配置以下 Annotation (官方文档参考):
[[runners]]
 # ...
 [runners.kubernetes]
   # ...
   [runners.kubernetes.pod_annotations]
     "k8s.aliyun.com/eci-image-cache" = "true"

使用 ECI 抢占式实例节省费用

由于 CI 对可用性没有那么高的要求，也不会持续运行太长时间，因此，使用ECI 抢占式实例就足够了，可以进一步节省很多成本。

在 gitlab-runner 中使用 ECI 抢占式实例的配置如下:

[[runners]]
  # ...
  [runners.kubernetes]
    # ...
    [runners.kubernetes.pod_annotations]
      "k8s.aliyun.com/eci-spot-strategy" = "SpotAsPriceGo"

更多 annotations 配置参考: 使用抢占式实例

限制构建环境使用的资源配置

ECI 按照配置规格按量付费，因此可以限制资源使用来达到节省费用的目的。有两种方式可以限制使用的 ECI 规格：

声明使用的资源(CPU, 内存等)，ECI 会自动适配一个最接近的实例
使用 annotations 直接声明具体要用的实例规格

这部分具体的详情规则参见官方文档: 实例概述

我这边使用的是声明资源，由 ECI 自动适配实例规格的方案。gitlab-runner 配置中可以限定 helper，build，service 容器实例的规格，我的配置参考如下:

[[runners]]
  # ...
  [runners.kubernetes]
    # ...
    cpu_request = "2"
    memory_request = "6Gi"
    service_cpu_request = "1"
    service_memory_request = "1Gi"
    helper_cpu_request = "250m"
    helper_memory_request = "512Mi"

限定 build 容器使用 2 核 6G，service 容器使用 1 核 1G，helper 容器使用 1/4 核 512M，最终 ECI 自动适配了一个 4 核 8G 的实例（见上图）

也可以通过 annotations 的方式直接指明要用的实例，参考指定 ECS 规格创建 ECI

k8s 中 service 网络组建的问题

在 docker executor 中，service 是通过 docker container link 的方式组建网络的(参考 gitlab ci 官方文档: How services are linked to the job)，直观的表现就是要通过 container_name 作为域名访问到 service。但是在 k8s 网络中，service 网络组建是直接通过host的方式连接容器网络的，直观的表现就是可以通过127.0.0.1直接访问到 service，为了同时适配这两种可能的场景，需要在.gitlab-ci.yml的配置中作下简单的适配，参考配置（主要参考来自于官方 issue: #2229）:

test:
  stage: test
  image: adoptopenjdk/openjdk8-openj9:alpine-slim
  services:
    - name: postgres:10-alpine
      alias: db
  variables:
    POSTGRES_DB: mydb_test
    POSTGRES_USER: my_user
    POSTGRES_PASSWORD: my_pass
  script:
    - DB_HOST="${CI_SERVICE_HOST:-db}"
    # 你的测试需要支持从环境变量获取数据库连接方式
    - export dataSource_url="jdbc:postgresql://${DB_HOST}:5432/${POSTGRES_DB}?useUnicode=true&characterEncoding=utf8"
    - ./gradlew -Dorg.gradle.daemon=false -Dfile.encoding=UTF-8 check
  artifacts:
    expose_as: "test reports"
    paths:
      - build/reports/tests/
    reports:
      junit: "build/test-results/**/*.xml"
    expire_in: 1 day
    when: always
  dependencies: []
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH
  tags:
    - docker

这里我们通过额外注入一个CI_SERVICE_HOST环境变量控制 service 的实际连接地址，然后我们在 gitlab-runner 的配置中注入这个环境变量:

[[runners]]
  name = "k8s"
  executor = "kubernetes"
  # ...
  environment = ["CI_SERVICE_HOST=127.0.0.1"]
  # ...

这样无论 CI 是运行在 docker executor 还是 k8s executor 都可以正常通过测试了。

pod 访问外网环境

构建过程中可能需要从外网下载依赖，由于 pod 直接使用 VPC 网络环境，在不想额外增加成本的情况下，可以参考这篇文章使用外网 ECS 解决网络访问: 阿里云 VPC 环境内网服务器如何访问外网

小结

本文我们详细总结了使用阿里云 k8s serverless 服务对接 gitlab ci 的方案，以及我们的一些实践。

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