1. 概述
自动化是交付高质量应用的关键环节。Jenkins 是最流行的开源自动化服务器之一，广泛用于构建 CI/CD（持续集成/持续交付）流水线。当与 Kubernetes（一个用于容器编排的开源平台）结合使用时，Jenkins 的能力将更加强大，具备可扩展性、容错性和便捷的部署能力。
本教程将带你一步步完成在 Kubernetes 集群上部署 Jenkins 的全过程，涵盖从安装到运行示例流水线的各个环节。这种分步实施的方式将有助于确保两种技术的顺利集成和高效使用。
2. Jenkins 是什么？
Jenkins 是一个开源的自动化服务器，帮助开发者自动化软件开发的各个阶段，包括构建、测试和部署。通过丰富的插件支持，Jenkins 可以兼容多种技术栈，是一个高度灵活的开发工具。
3. 为什么要在 Kubernetes 上运行 Jenkins？
Kubernetes（常简称为 K8s）是一个用于管理容器化应用的强大平台。将 Jenkins 部署在 Kubernetes 上有以下优势：
- ✅ 可扩展性：Kubernetes 可以轻松地通过增加更多 agent 节点来扩展 Jenkins 以应对更大负载。
- ✅ 自愈能力：Kubernetes 会自动重启失败的 Jenkins Pod，确保最小的停机时间。
- ✅ 负载均衡：Kubernetes 将负载均匀地分布在多个 Jenkins Pod 上，提高系统稳定性。
4. Kubernetes 上部署 Jenkins 的前提条件
开始部署前，请确保满足以下条件：
- ✅ 一个正在运行的 Kubernetes 集群（本地或云环境，如 Minikube 或 GKE）
- ✅ 已安装并配置好 kubectl，用于与 Kubernetes 集群交互
- ✅ Helm（可选）用于更便捷地管理 Jenkins 的部署
5. 在 Kubernetes 上一步步部署 Jenkins
在 Kubernetes 上部署 Jenkins 需要考虑多个关键点，包括命名空间设置、持久化存储配置等。这些步骤对确保 CI/CD 流水线的可扩展性、稳定性和性能至关重要。
5.1. 为 Jenkins 创建命名空间
第一步是创建一个专属的命名空间。命名空间可以隔离资源，便于管理。
$ kubectl create namespace jenkins
该命令创建了一个名为 jenkins 的命名空间，确保所有与 Jenkins 相关的资源都集中在这个命名空间中。
5.2. 使用 YAML 配置文件部署 Jenkins
接下来，我们通过一个 YAML 文件定义 Jenkins 的部署配置。该文件指定了 Jenkins 镜像、副本数以及所需端口等信息。
以下是一个 Jenkins 部署的 YAML 示例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: jenkins
namespace: jenkins
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: jenkins
template:
metadata:
labels:
app: jenkins
spec:
containers:
- name: jenkins
image: jenkins/jenkins:lts
ports:
- name: http
containerPort: 8080
- name: jnlp
containerPort: 50000
使用 kubectl 应用该部署：
$ kubectl apply -f jenkins-deployment.yaml
5.3. 使用 NodePort 暴露 Jenkins 服务
为了让外部可以访问 Jenkins，我们需要暴露服务。可以通过创建一个 NodePort 类型的服务来实现。
创建一个名为 jenkins-service.yaml 的文件，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: jenkins
namespace: jenkins
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 8080
targetPort: 8080
nodePort: 30000
selector:
app: jenkins
然后应用该服务配置：
$ kubectl apply -f jenkins-service.yaml
该服务将 Jenkins 暴露在 30000 端口，可以通过节点的外部 IP 访问。
6. 配置 Jenkins 的持久化存储
确保 Jenkins 的数据持久化是保留构建历史和配置的关键。默认情况下，Kubernetes Pod 是临时的，重启后数据会丢失。 为了解决这个问题，我们可以使用 Persistent Volume（PV）和 Persistent Volume Claim（PVC）来配置持久化存储。
以下是一个 PV 和 PVC 的配置示例：
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: jenkins-pv
spec:
capacity:
storage: 10Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
hostPath:
path: "/mnt/data"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: jenkins-pvc
namespace: jenkins
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 10Gi
使用 kubectl 应用该配置：
$ kubectl apply -f jenkins-pv.yaml
这样即使 Pod 重启或失败，Jenkins 也能保留其关键数据。
7. 访问 Jenkins 的 Web 界面
Jenkins 部署并暴露服务后，我们就可以访问它的 Web 界面了。
首先获取 Kubernetes 节点的外部 IP：
$ kubectl get nodes -o wide
然后在浏览器中访问 http://<node-external-ip>:30000。Jenkins 会提示输入管理员密码，密码可以从 Jenkins Pod 的日志中获取：
$ kubectl logs <jenkins-pod-name> -n jenkins
使用该密码解锁 Jenkins 并完成初始化设置。
进入 Jenkins 后，会看到插件安装界面，可以选择安装推荐插件或手动选择插件：
8. 运行一个 Jenkins 流水线示例
Jenkins 设置完成后，我们可以运行一个简单的流水线来验证是否一切正常。
在 Jenkins 首页点击 “New Item”：
选择 “Pipeline” 并命名为 “Sample Pipeline”：
进入配置页面后，粘贴以下流水线脚本：
pipeline {
agent any
stages {
stage('Hello') {
steps {
echo 'Hello World'
}
}
}
}
保存配置后，点击 “Build Now” 触发构建：
构建完成后，在 “Console Output” 中查看执行结果：
9. 使用 Helm 管理 Jenkins
Helm 可以简化在 Kubernetes 上部署复杂应用（如 Jenkins）的过程。相比于手动编写 YAML 文件（如 5.2、5.3 和 6 节所述），Helm Chart 提供了可复用、可定制的模板，自动化部署流程。
何时使用 Helm：
- ✅ 如果你希望使用 Helm 来管理 Jenkins，可以跳过 5.2、5.3 和 6 节的手动部署步骤，Helm 会自动完成部署、服务暴露和持久化配置
- ⚠️ 但建议继续阅读 7 和 8 节，以便在 Helm 安装后访问 Jenkins UI 并运行示例流水线
使用 Helm 安装 Jenkins：
首先添加 Jenkins Helm 仓库：
$ helm repo add jenkinsci https://charts.jenkins.io
$ helm repo update
然后使用 Helm 安装 Jenkins：
$ helm install jenkins -n jenkins jenkinsci/jenkins
Helm 会自动使用默认配置部署 Jenkins，你也可以通过修改 Helm values 文件来自定义部署。
10. 配置 Jenkins 的高可用性
为确保 Jenkins 能够处理更高的负载并在故障时保持可用，我们需要配置其高可用性。这包括部署多个 Jenkins Agent 实例，并确保负载可以在多个节点之间均衡分配。
11. 监控 Kubernetes 上的 Jenkins
Kubernetes 提供了内置的健康检查机制，可用于监控 Jenkins Pod 的状态。通过配置 liveness 和 readiness 探针，我们可以监控 Jenkins 的可用性，并在其功能受影响时及时收到通知。
以下是一个在 Jenkins 部署中添加健康检查的配置示例：
livenessProbe:
httpGet:
path: "/login"
port: 8080
initialDelaySeconds: 120
periodSeconds: 30
readinessProbe:
httpGet:
path: "/login"
port: 8080
initialDelaySeconds: 60
periodSeconds: 30
配置这些探针后，可以追踪 Jenkins 何时准备好接收请求，并在运行时出现问题时及时发现。
12. 在 Kubernetes 上安全加固 Jenkins
为了防止未经授权的访问，保护 Jenkins 的安全，建议采取以下措施：
- ✅ 创建管理员用户：确保有一个具有强密码的管理员账户。
- ✅ 启用 RBAC：使用 Kubernetes 的基于角色的访问控制（RBAC）来管理用户权限。
- ✅ 配置网络策略：限制仅允许来自可信 IP 范围或服务的访问。
- ✅ 使用 Secrets：将敏感信息（如密码）存储在 Kubernetes Secrets 中，避免暴露在配置文件中。
这些措施有助于保护 Kubernetes 环境中的 Jenkins，确保只有授权用户可以访问系统。
13. 总结
在 Kubernetes 上部署 Jenkins 提供了一种强大且可扩展的自动化 CI/CD 解决方案，使得软件项目的集成和交付更加顺畅。
通过遵循本文所述的步骤，你可以确保 Jenkins 在 Kubernetes 环境中高效安装、配置并优化用于生产环境。
利用持久化存储、监控和高可用性等特性，不仅能保护关键数据，还能提升 Jenkins 的稳定性和性能。这种组合使得 Jenkins 成为任何希望实现软件交付流程高可靠性、可扩展性和高效性的开发团队不可或缺的工具。