使用 GKE 進行現代化的持續整合/持續推送軟體更新：建構持續整合/持續推送軟體更新系統

部署參考架構

1. 在 Cloud Shell 中設定專案：

   gcloud config set core/project PROJECT_ID

   將 PROJECT_ID 替換為您的 Google Cloud 專案 ID。

2. 在 Cloud Shell 中，複製 Git 存放區：

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/software-delivery-blueprint.git
   cd software-delivery-blueprint/launch-scripts
   git checkout single-project-blueprint
   

3. 在 GitHub 中建立個人存取權杖，並設定下列範圍：

   • repo
   • delete_repo
   • admin:org
   • admin:repo_hook

4. software-delivery-bluprint/launch-scripts 資料夾下有名為 vars.sh 的空白檔案。在檔案中新增下列內容：

   cat << EOF >vars.sh
   export INFRA_SETUP_REPO="gke-infrastructure-repo"
   export APP_SETUP_REPO="application-factory-repo"
   export GITHUB_USER=GITHUB_USER
   export TOKEN=TOKEN
   export GITHUB_ORG=GITHUB_ORG
   export REGION="us-central1"
   export SEC_REGION="us-west1"
   export TRIGGER_TYPE="webhook"
   EOF

   將 GITHUB_USER 替換成 GitHub 使用者名稱。

   將 TOKEN 替換成 GitHub 個人存取權杖。

   將 GITHUB_ORG 替換為 GitHub 機構名稱。

5. 執行 bootstrap.sh 指令碼。如果 Cloud Shell 提示您授權，請按一下「Authorize」(授權)：

   ./bootstrap.sh
   

   指令碼會啟動軟體推送平台。

探索程式碼存放區

在本節中，您將探索程式碼存放區。

登入 GitHub

1. 在網路瀏覽器中前往 github.com，然後登入帳戶。
2. 按一下介面頂端的圖片圖示。
3. 按一下「你的機構」。
4. 選擇您在 vars.sh 檔案中輸入的機構。
5. 按一下「存放區」分頁標籤。

探索入門、運算子、設定和基礎架構存放區

營運人員和平台管理員會在啟動、營運、設定和基礎架構存放區中，定義建構及營運平台的常見最佳做法。啟動參照架構時，系統會在 GitHub 機構下建立這些存放區。

入門存放區

入門儲存庫可協助您在整個平台採用 CI/CD、基礎架構和開發最佳做法。詳情請參閱「使用 GKE 打造現代化 CI/CD：軟體推送架構」

應用程式範例存放區

在應用程式入門儲存庫中，運算符可以編碼及記錄最佳做法，例如應用程式的 CI/CD、指標收集、記錄、容器步驟和安全性。參考架構中包含 Go、Python 和 Java 應用程式的入門存放區範例。

app-template-python、app-template-java 和 app-template-golang 應用程式啟動器存放區包含樣板程式碼，可用於建立新應用程式。除了建立新應用程式，您也可以根據應用程式需求建立新範本。參考架構提供的應用程式啟動器存放區包含：

• kustomize 基本和修補程式，位於 k8s 資料夾下。

• 應用程式原始碼。

• Dockerfile，說明如何建構及執行應用程式。

• 描述持續整合步驟最佳做法的 cloudbuild.yaml 檔案。

• 說明部署步驟的 skaffold.yaml 檔案。

在本系列文章的下一篇「使用 GKE 進行現代化 CI/CD：套用開發人員工作流程」中，您將使用 app-template-python 存放區建立新應用程式。

基礎架構入門存放區

在基礎架構入門存放區中，運算子和基礎架構管理員可以編碼及記錄最佳做法，例如基礎架構的 CI/CD 管道、IaC、指標收集、記錄和安全性。參考架構中包含使用 Terraform 的基礎架構入門存放區範例。infra-template 基礎架構入門存放區包含 Terraform 的樣板程式碼，可用於建立應用程式所需的基礎架構資源，例如 Cloud Storage bucket、Spanner 資料庫或其他資源。

共用範本存放區

在共用範本存放區中，基礎架構管理員和營運人員會提供標準範本來執行工作。參考架構提供名為 terraform-modules 的存放區。這個存放區包含範本化的 Terraform 程式碼，可建立各種基礎架構資源。

運算子存放區

在參考架構中，運算子存放區與應用程式入門存放區相同。運算子會管理應用程式入門儲存區中 CI 和 CD 兩者所需的檔案。 參考架構包含 app-template-python、app-template-java 和 app-template-golang 存放區。

• 這些是入門範本，內含在平台上 Kubernetes 中執行的應用程式基本 Kubernetes 資訊清單。視需要更新入門範本中的資訊清單。建立應用程式時，系統會擷取更新。
• 這些存放區中的 cloudbuild.yaml 和 skaffold.yaml 檔案分別儲存了在平台上執行 CI 和 CD 的最佳做法。與應用程式設定類似，運算子可以更新及新增最佳做法的步驟。系統會使用最新步驟建立個別應用程式管道。

在本參考實作中，運算子會使用 kustomize 管理入門存放區 k8s 資料夾中的基本設定。開發人員可以隨意擴充資訊清單，加入應用程式專屬的變更，例如資源名稱和設定檔。kustomize 工具支援將設定做為資料。使用這種方法時，kustomize 輸入和輸出都是 Kubernetes 資源。您可以將某次修改資訊清單的輸出內容，用於另一次修改。

下圖說明 Spring Boot 應用程式的基本設定：

在 kustomize 中將設定視為資料模型，可帶來重大優勢：當營運商更新基本設定時，開發人員的部署管道會在下次執行時自動採用更新，開發人員端不需進行任何變更。

如要進一步瞭解如何使用 kustomize 管理 Kubernetes 資訊清單，請參閱 kustomize 說明文件。

設定和政策存放區

參考架構中包含設定和政策存放區的實作項目，該存放區使用 Config Sync 和 Policy Controller。acm-gke-infrastructure-repo 存放區包含您在應用程式環境叢集中部署的設定和政策。平台管理員在這些存放區中定義及儲存的設定，對於確保平台為作業和開發團隊提供一致的外觀和風格至關重要。

以下各節會詳細說明參考架構如何實作設定和政策存放區。

設定

在本參考實作中，您會使用 Config Sync 集中管理平台中叢集的設定，並強制執行政策。集中式管理可讓您在整個系統中傳播設定變更。

貴機構可以使用 Config Sync 註冊叢集，從 Git 存放區同步處理設定，這個程序稱為 GitOps。新增叢集時，叢集會自動同步處理最新設定，並持續比對叢集狀態與設定，以免有人導入頻外變更。

如要進一步瞭解 Config Sync，請參閱說明文件。

政策

在本參考實作中，您會使用以 Open Policy Agent 為基礎的 Policy Controller，攔截並驗證平台中 Kubernetes 叢集的每個要求。您可以使用 Rego 政策語言建立政策，全面控管提交至叢集的資源類型和設定。

下圖的架構顯示使用 Policy Controller 建立資源的要求流程：

您可以在 Config Sync 存放區中建立及定義規則，這些變更會套用至叢集。之後，無論是 CLI 或 API 用戶端提出的新資源要求，都會由 Policy Controller 根據限制條件進行驗證。

如要進一步瞭解如何管理政策，請參閱「Policy Controller 總覽」。

基礎架構存放區

參考資料中包含使用 Terraform 實作的基礎架構存放區。gke-infrastructure-repo 存放區包含基礎架構即程式碼，可建立開發、測試和正式環境的 GKE 叢集，並使用 acm-gke-infrastructure-repo 存放區設定這些叢集上的 Config Sync。gke-infrastructure-repo 包含三個分支，分別對應開發、測試和正式環境。每個分支也包含開發、測試和正式版資料夾。

探索管道和基礎架構

參考架構會在 Google Cloud 專案中建立管道。這個管道負責建立共用基礎架構。

pipeline

在本節中，您將探索基礎架構即程式碼管道，並執行該管道來建立共用基礎架構，包括 GKE 叢集。這個管道是與基礎架構存放區 gke-infrastructure-repo 連結的 Google Cloud 專案中，名為 create-infra 的 Cloud Build 觸發條件。您會按照 GitOps 方法建立基礎架構，如這部影片所示。

gke-infrastructure-repo 有開發、測試和正式分支版本。存放區中也有與這些分支相應的開發、暫存和正式環境資料夾。存放區設有分支版本保護規則，確保程式碼只能推送至開發分支版本。如要將程式碼推送至預先發布和正式版分支，您必須建立提取要求。

通常，有權存取存放區的人員會審查變更，然後合併提取要求，確保只有預期變更會升級至較高分支版本。為讓個人試用藍圖，參考架構已放寬分支保護規則，因此存放區管理員可以略過審查並合併提取要求。

當推送至 gke-infrastructure-repo 時，系統會叫用 create-infra 觸發條件。該觸發條件會識別推送發生所在的分支，並前往該分支存放區中的對應資料夾。找到相應資料夾後，系統會使用該資料夾中的檔案執行 Terraform。舉例來說，如果程式碼推送至開發分支版本，觸發程序會在開發分支版本的開發資料夾中執行 Terraform，以建立開發 GKE 叢集。同樣地，當推送作業發生至 staging 分支版本時，觸發條件會在暫存分支版本的暫存資料夾上執行 Terraform，以建立暫存 GKE 叢集。

執行管道來建立 GKE 叢集：

1. 前往 Google Cloud 控制台的 Cloud Build 頁面。

   前往 Cloud Build 頁面

   • 共有五個 Cloud Build Webhook 觸發條件。找出名為 create-infra 的觸發條件。這個觸發程序會建立共用基礎架構，包括 GKE 叢集。

2. 按一下觸發條件名稱。系統會開啟觸發條件定義。

3. 按一下「開啟編輯器」，即可查看觸發條件執行的步驟。

   在「Anthos 的新型持續整合/持續推送軟體更新：套用開發人員工作流程」中導入應用程式時，會使用其他觸發條件。

   

4. 前往 Google Cloud 控制台的 Cloud Build 頁面。

   前往 Cloud Build 記錄頁面

   查看記錄頁面上的管道。使用 bootstrap.sh 部署軟體交付平台時，指令碼會將程式碼推送至 gke-infrastructure-repo 存放區的開發分支，啟動這個管道並建立開發 GKE 叢集。

5. 如要建立暫存 GKE 叢集，請從開發分支提交提取要求至暫存分支：

   1. 前往 GitHub 並瀏覽存放區 gke-infrastructure-repo。

   2. 按一下「提取要求」，然後點選「新的提取要求」。

   3. 在「Base」(基本) 選單中選擇「staging」(預先發布)，並在「Compare」(比較) 選單中選擇「dev」(開發)。

   4. 按一下 [Create pull request]。

6. 如果您是存放區管理員，請合併提取要求。否則，請管理員合併提取要求。

7. 前往 Google Cloud 控制台的 Cloud Build 記錄頁面。

   前往 Cloud Build 記錄頁面

   專案中會啟動第二個 Cloud Build 管道。這個管道會建立暫存 GKE 叢集。

8. 如要建立正式版 GKE 叢集，請將 pull request 從暫存環境提交至正式版分支：

   1. 前往 GitHub 並瀏覽存放區 gke-infrastructure-repo。

   2. 按一下「提取要求」，然後點選「新的提取要求」。

   3. 在「Base」選單中選擇「prod」，並在「Compare」選單中選擇「staging」。

   4. 按一下 [Create pull request]。

9. 如果您是存放區管理員，請合併提取要求。否則，請管理員合併提取要求。

10. 前往 Google Cloud 控制台的 Cloud Build 記錄頁面。

    前往 Cloud Build 記錄頁面

    專案中會啟動第三個 Cloud Build 管道。這個管道會建立實際工作環境 GKE 叢集。

基礎架構

在本節中，您將探索管道建立的基礎架構。

• 在 Google Cloud 控制台中，前往「Kubernetes clusters」(Kubernetes 叢集) 頁面。

  前往 Kubernetes 的「clusters」(叢集) 頁面

  這個頁面會列出用於開發 (gke-dev-us-central1)、預先發布 (gke-staging-us-central1) 和正式發布 ( gke-prod-us-central1、gke-prod-us-west1) 的叢集：

  

開發叢集

開發叢集 (gke-dev-us-central1) 可讓開發人員存取命名空間，以便疊代應用程式。建議團隊使用 Skaffold 等工具，主動監控開發中的程式碼，並在變更時重新套用至開發環境，藉此提供疊代式工作流程。這個疊代迴圈類似於熱重載。不過，這個迴圈並非特定於程式設計語言，而是適用於您可使用 Docker 映像檔建構的任何應用程式。您可以在 Kubernetes 叢集中執行迴圈。

或者，開發人員可以遵循開發環境的 CI/CD 迴圈。這個迴圈會準備好程式碼變更，以便升級至較高的環境。

在本系列的下一份文件「使用 GKE 進行現代化 CI/CD：套用開發人員工作流程」中，您將使用 Skaffold 和 CI/CD 建立開發迴圈。

預備叢集

這個叢集會執行應用程式的預先發布環境。在本參考架構中，您會建立一個用於暫存的 GKE 叢集。一般來說，測試環境是實際工作環境的精確副本。

正式叢集

在參考架構中，您有兩個用於實際工作環境的 GKE 叢集。如為異地備援或高可用性 (HA) 系統，建議您在每個環境中新增多個叢集。對於部署應用程式的所有叢集，建議使用區域叢集。這種做法可避免應用程式受到區域層級故障，以及叢集或節點集區升級作業中斷的影響。

如要同步處理叢集資源的設定 (例如命名空間、配額和 RBAC)，建議使用 Config Sync。如要進一步瞭解如何管理這些資源，請參閱「設定和政策存放區」。

套用參考架構

現在您已瞭解參考架構，接下來可以探索以這個實作項目為基礎的開發人員工作流程。在本系列文章的下一份文件「使用 GKE 的新型 CI/CD：套用開發人員工作流程」中，您會建立新應用程式、新增功能，然後將應用程式部署至測試和正式環境。