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@levinzhang 2019-08-20T22:25:10.000000Z 字数 9457 阅读 868

使用AWS CodePipeline部署Docker容器实现DevOps

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摘要：

在本教程中，我们将会看到如何使用AWS CodePipeline和Amazon Elastic Container Service（ECS）实现无停机的持续集成和持续部署。

核心要点

Docker容器可以使用多种云平台进行部署，而Amazon Elastic Container Service（ECS）就是其中之一。ECS提供了Fargate运行类型，这是一个serverless平台，借助它容器服务能够运行在Docker容器中，而不是运行在EC2实例中。

问题

由于Docker镜像源码或代码构建的变更，Docker容器的部署可能需要更新或修改。Docker镜像中任何的代码修改都需要重新构建Docker镜像，Docker服务也需要重新部署。当某个AWS ECS正在运行时，如果没有集成、构建、交付和部署源码的机制，那么就会涉及到停止ECS服务任务，这样的后果就是ECS服务的停机。ECS服务的高可用性具有很高的优先级，所以停止服务重新进行部署并不是合适的可选方案。

解决方案

AWS CodePipeline是一个用于持续集成、持续交付和持续部署的DevOps服务，它适用于各种AWS平台上的应用，其中也包括Amazon ECS和Fargate平台。ECS在更新和修改时，可以不用停止ECS服务任务。AWS CodePipeline在一个动态环境中提供了ECS服务的高可用性，在这种环境中，Docker镜像的源码变更是非常常见的。CodePipeline由三个阶段组成:源代码集成、源代码构建和部署，如图1所示。

图1：CodePipeline的不同阶段

在源码方面，我们会使用Github仓库。在源码构建方面，我们会使用AWS CodeBuild项目。在部署方面，我们会使用ECS服务的Fargate启动形式。

创建和部署CodePipeline应用到ECS Fargate涉及到如下的步骤：

  1. 为服务创建ECS Fargate Task Definition
  2. 配置Task Subnet/s的连接
  3. 创建或配置S3 Bucket，用于存放CodePipeline Build阶段的输出制件（Output Artifact）。
  4. 创建CodePipeline，用来在ECS Fargate上部署Docker容器应用（镜像）。
  5. 为Stage制件修改输入/输出设置。
  6. 运行CodePipeline
  7. 修改代码并重新运行CodePipeline。

搭建环境

唯一的先决条件是要有一个AWS帐户。CodePipeline部署在ECS Fargate上的应用程序是一个Docker应用。任何具有源码仓库的Docker镜像都可以使用，我们所使用的是dvohra/node-server Docker镜像。Docker镜像dvohra/node-server的源码存放在GitHub仓库中。

创建GitHub代码仓库

如果要使用新的GitHub源码仓库的话，它必须要包含一个Dockerfile文件，据此来构建Docker镜像。dvohra/node-server镜像的Dockerfile是基于node:4.6 Docker镜像的。Dockerfile声明要复制server.js文件到当前目录下（这个文件用来创建一个Node服务器）、暴露Node服务器所监听的8080端口并为server.js脚本运行一个node命令。server.js文件会创建一个Node服务器并处理HTTP请求/响应。

为CodeBuild项目添加构建规范

构建规范（build spec）是具有build命令和设置的YAML语法的文件，CodeBuild项目会使用它来运行构建过程。构建规范文件必须叫做“buildspec.yml”并且必须要复制到源码仓库的根路径下。buildspec.yml文件包含了描述各个构建阶段的键/值对。构建文件中的phases表述了阶段序列，这是buildspec.yml中需要的一个映射。version是buildspec.yml需要的另外一个映射。buildspec.yml文件位于GitHub的仓库中。

添加镜像定义文件

要部署基于容器的应用，比如部署到ECS上的应用，AWS CodePipeline需要有一个JSON格式的镜像定义文件。镜像定义文件默认名为imagedefinitions.json，但是可以使用其他的名称。镜像定义文件描述了容器应用，它包含两个属性：name和imageURI。name指明了Docker容器的名称，容器必须要在运行CodePipeline之前运行。imageURI指定了要在Docker容器中运行的Docker镜像。Docker镜像一般情况下会与ECS容器中已经运行的镜像相同。镜像可以是不同的，变种形式一般会通过镜像标签来设置。Node服务器应用所用的imagedefinitions.json文件可以在GitHub上看到，该应用将会部署到ECS Fargate上。

创建任务定义

ECS应用中的任务定义（task definition）描述了ECS部署环境中的容器。在本节中，我们会为Node服务器容器创建任务定义，以便于将其部署到ECS Fargate中。如果你没有登录的话，请访问该地址并登录。点击Get started访问ECS控制台。然后，点击导航区域的Task Definitions。在Task Definitions中点击Create new Task Definition。在Create new Task Definition中选择Fargate启动类型。点击Next step，我们要配置任务和容器定义。在Add container对话框中，指定Container name（node-server）并指定Image为dvohra/node-server。任务定义如图2所示。

图2：任务定义

在任务子网中配置连接性

在创建服务之前，我们需要在Subnets中配置到Internet的连接性，在配置服务的时候，我们需要用的这个子网。Route Table列出了路由，我们使用默认的Internet gateway添加一个新的路由。添加路由时，将Destination设置为0.0.0.0/0，这是一个IP地址。将Target选择为internet gateway.。

创建和测试容器服务

接下来，在默认集群中创建一个ECS容器，如图3所示。

图3：具有一个服务的集群

按照Fargate启动类型，每个任务都会有一个Elastic Network Interface（ENI）。复制该任务的Public IP，它与Elastic Network Interface的Public IP相同，我们可以从任务Details页的Network区域，也可以从ENI控制台找到它。在浏览器中打开<Public IP of Task>:8080 这个URL地址并调用Node服务应用。Node服务器会返回如图4所示的一条信息。

图4：Node服务器的响应

创建和配置S3 Bucket

CodePipeline在构建Node服务器应用的源码并将其以Docker镜像的形式部署为ECS服务时，需要CodeBuild项目生成“输出制件（Output Artifacts）”。输出制件会保存在S3 bucket中，在创建CodePipeline的时候要选择这个bucket。在S3控制台中创建一个新的S3 Bucket，或者选择之前运行CodePipeline时所创建的S3 bucket。

创建CodeBuild项目

接下来，我们要创建一个CodeBuild项目，它用来将源码构建到Docker镜像中。关于Docker镜像dvohra/node-server的源码以及用于将源码构建到Docke镜像中的buildspec.yml文件，我们在前文中已经讨论过了。在Docker镜像构建完成之后，CodeBuild会将其上传至Docker hub。要创建CodeBuild项目，我们需要在Web浏览器中打开这个URL。选择Build projects并点击Create project，如图5所示。

图5：Build projects>Create project

这样会启动Create project向导。在Configure project中指定项目名称（node-server），在Source>Source Provider中选择GitHub。对于仓库，使用Use a repository in my account并选择dvohra/docker-node-server 仓库。Git clone depth使用默认的设置，即值为1。

选中Webhook、Insecure SSL和Build Badge选项。选择Webhook能够让GitHub仓库在每次代码变更的时候都会重新构建代码。Insecure SSL选项能够在连接项目源时，生成源码构建的SSL告警。Build Badge能够让项目的状态可见并且可嵌入。在Environment: How to build中的Environment image部分，选择Use an image managed by AWS CodeBuild。将Operating System选择为Ubuntu。对于Runtime，选择Docker，如图6所示。

图6：将运行时选择为Docker

对于Runtime version，请选择aws:codebuild/docker:17.09.0，它代表了Docker的17.9版本。如果有新的可用版本的话，请选择更新的版本。对于Docker运行时环境，Privileged选项会自动选中，因为它是构建Docker镜像所需要的。对于Build specification，请选择Use the buildspec.yml in the source code root directory，如图7所示。默认情况下，Buildspec name的值为buildspec.yml。

图7 配置环境：如何构建

对于Certificate，选择Do not install any certificate。CodePipeline并不需要证书，但是如果要实现更安全CodeBuild，我们可以安装来自S3的自签名证书。接下来，在Artifacts中配置输出制件。CodePipeline需要输出制件。这里，我们将Type选择为Amazon S3，并指明要使用的S3 bucket文件夹名。将Path设置为“/”，这样它将会在bucket根路径下创建文件夹。将Namespace type选择为Node。将Bucket name选择为我们之前配置的Bucket，如图8所示，同时，将Cache设置为No cache。

图8 为制件配置S3 Bucket

如果是第一次创建CodeBuild项目的话，在Service role中选择Create a service role in your account选项。如果之前创建过CodeBuild项目，那么选择Choose an existing service role from your account。选中Allow AWS CodeBuild to modify this service role，这样它才能够和本构建项目一起使用，如图9所示。对于VPC，请选择No VPC，然后点击Continue。

图9 配置Service Role和Service Role的设置

在Review页面，我们可以检查Source和Build环境。向下滑动并点击Create就可以创建CodeBuild项目了。CodeBuild项目创建成功后会列到Build projects中，如图10所示。

图10 CodeBuild项目

CodeBuild默认创建的service role并不包含一些所需的权限。我们需要修改service role以便于包含内联的策略，添加s3:GetObject和s3:PutObject权限。要添加的内联策略如下所示：

  1. {
  2.    "Version":"2012-10-17",
  3.    "Statement":[
  4.      {
  5.        "Effect":"Allow",
  6.        "Action":["s3:PutObject","s3:GetObject"],
  7.        "Resource":"arn:aws:s3:::*"
  8.      }
  9.    ]
  10. }

测试CodeBuild项目

在CodePipeline中创建和配置CodeBuild之前，我们可以测试一下CodeBuild项目，这样如果有错误的话，我们可以立即修正。如图11所示，点击Start build将会开始构建。

图11 开始构建

此时将会启动Start new build向导，点击Start build。CodeBuild项目将会启动，代码会开始构建。当CodeBuild项目完成时，Phase details将会与图12保持一致。

图12 Phase details和Build logs表明CodeBuild已经完成

CodeBuild项目会生成dvohra/node-server Docker镜像并将其上传至Docker Hub，如图13所示。

图13 CodeBuild生成Docker镜像并将其上传至Docker Hub

创建CodePipeline

我们已经为CodePipeline的每个阶段都创建了项目：源码所需的GitHub代码仓库、用于构建的CodeBuild以及用于Staging的ECS Fargate服务，接下来，我们就可以创建CodePipeline了。打开该地址的CodePipeline控制台，并点击图14中所示的Get started。

图14 CodePipeline>Get started

这样将会启动Create pipeline向导，如图15所示。首先，我们指定Pipeline name（node-server-fargate），然后点击Next step。

图15 设置Pipeline Name

接下来，配置Source location。在Source provider中，选择GitHub，如图16所示。

图16 选择Source provider

接下来，通过Connect to GitHub连接至GitHub，如图17所示。

图17 Connect to GitHub

选择GitHub Repository，如图18所示。

图18 选择GitHub仓库

选择仓库Branch，如图19所示，然后点击Next step。

图19 Source location>Next step

接下来，我们要配置Build。将Build provider选择为AWS CodeBuild，如图20所示。

图20 将Build provider选择为AWS CodeBuild

后续展现的内容会基于所选择的Build provider有所差异。对于AWS CodeBuild来说，将会展现一个CodeBuild详情的区域。在Configure your project区域中，选择Select an existing project，如图21所示。在Project name中，选择之前创建的名为node-server的项目。

图21 选择CodeBuild项目

点击Next step，接下来，我们需要配置CodePipeline的Deploy阶段，如图22所示。将Deployment provider选择为Amazon ECS。

图22 将Deployment provider选择为Amazon ECS

后续展现的内容会基于所选择的Deployment provider有所差异，图23展示了Amazon ECS的配置区域。在Amazon ECS区域中，选择Cluster name，这将是ECS服务要部署到的集群，在这里选择default。

图23 选择ECS集群

Service name中要选择ECS要部署的服务，也就是node-server-service，如图24所示。

图24 选择ECS服务

将Image filename设置为imagedefinitions.json，如图25所示。如果忽略该值的话，默认的Image filename是imagedefinitions.json，并且这个文件应该位于GitHub仓库的源码中。然后点击Next step。

图25 指定Image filename

接下来，选择Service Role name，如图26所示。在CodePipeline第一次创建的时候，将会在IAM中自动创建一个service role。在以后的操作中，将会列出Service role供选择。

图26 选择Service role

点击Next step，检查CodePipeline之后点击Create pipeline，如图27所示。

图27 Create pipeline

如图28所示，CodePipeline将会创建完成。CodePipeline创建之后将会自动运行，如图28，它会处于Source阶段的In Progress状态。

图28 CodePipeline Source阶段处于in Progress状态

Source阶段完成之后，它的状态将会变成Succeeded，如图29所示。接下来，Build阶段将会运行，它会处于In Progress状态。

图29 Source阶段完成，Build阶段处于In Progress状态

Build完成时也会成为Succeeded状态，如图30所示。此时，Staging阶段开始运行。

图30 Build阶段完成，Staging阶段处于In Progress状态

修改输入/输出制件

我们已经配置了CodePiepline的所有阶段，那么为什么还需要修改输入/输出制件的设置呢？这是因为对于由CodePipeline部署的示例ECS应用程序来说，默认的输入/输出制件设置并不是运行CodePipeline所需要的。默认情况下，Staging阶段的输入制件是Build阶段的输出制件。CodeBuild只是构建Docker映像并将Docker映像上载到Docker Hub或Amazon ECR中，CodeBuild阶段不会生成任何输出制件。Staging阶段的输入制件需要设置为Source阶段的输出制件。如果不修改输入/输出制件的设置的话，Staging阶段将会失败。创建后自动启动的CodePipeline将会失败。为了修改输入/输出制件的设置，点击Edit，如图31所示。

图31 CodePipeline>Edit

在修改完输入/输出制件后，点击Save pipeline changes，如图32所示。

图32 Save pipeline changes

运行CodePipeline

要在修改之后运行CodePipeline，我们需要点击Release change，如图33所示。

图33 Release change

在Release change确认对话框中，点击Release。修改将会应用到CodePipeline上，CodePipeline会从头开始运行，Source阶段会处于In Progress状态，如图34所示。 Build和Staging阶段所显示的状态是之前运行的结果，并不代表这些阶段的当前状态。

图34 Source阶段处于In Progress状态

CodePipeline的所有阶段都会完成，并处于Succeeded状态，如图35所示。

图35 CodePipeline的所有阶段都成功完成

前文所述的服务任务会停止运行，基于修改后的任务定义所生成的任务将会开始运行，如图36所示的RUNNING任务状态。

图36 新任务正在运行

要调用新的任务，我们可以像前面那样在Elastic Network interface找到该任务的公开IP，并在Web浏览器中打开URL <Public IP>:8080，这样就能调用该任务了。Node服务器应用的响应如图37所示。

图37 Node服务器应用的响应

修改源码，重新运行CodePipeline

如果ECS服务的响应和没有CodePipeline时直接调用服务完全一样，那么运行CodePipeline的优势在什么地方呢？一般来讲，部署在生产环境的ECS的源码会定期更新，这意味着Docker镜像需要重新构建。在ECS服务任务中部署的Docker镜像也需要进行更新。在更新Docker镜像的时候，不能中断基于ECS的服务。借助CodePipeline，每次修改源代码时都会自动重新运行CodePipeline。在没有任何用户干预的情况下，每当源代码发生更改时，ECS部署将会自动更新。

为了阐述该功能，我们对GitHub仓库中的代码稍微修改一下，比如让server.js中的Hello消息略有差异。在仓库中点击Commit changes。CodePipeline将会自动重新运行，如图38所示，图中Source阶段已经成功完成，而Build阶段正处于in progress状态。

图38 CodePipeline自动重启

在Build阶段成功完成之后，Staging阶段会开始运行，其状态信息如图39所示。

图39 Build阶段完成，Staging阶段启动

Staging阶段也会成功完成。新的任务将会启动，使用新任务的公开IP，在Web浏览器中打开<Public IP>:8080 URL。新任务将会被调用，Node服务器的响应如图40所示，Node服务器的响应反映了server.js的变化。

图40 新任务中已修改的Node服务器响应

小结

在本文中，我们讨论了如何将Docker容器应用部署到ECS Fargate中。我们演示了如何更新Docker镜像的源代码，并在不停止容器服务的情况下将新的Docker镜像部署到正在运行的容器服务中，所有这些都使用AWS CodePipeline完成的。

关于作者

Deepak Vohra是Sun认证的Java程序员和Web组件开发人员。Vohra在WebLogic Developer Journal、XML Journal、ONJava、Java.net、IBM developerWorks、Java Developer Journal、Oracle杂志和devx上都发表过Java和Java EE相关的技术文章。Vohra已经出版了五本关于Docker的书籍，他是一位Docker导师。

查看英文原文：Deploying Docker Containers using an AWS CodePipeline for DevOps

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