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Software-Projekt mit jenkins¶

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Offizielle Jenkins-Dokumentation
Jenkins Plugin Index
Einführung in Jenkins Pipelines
Jenkins Pipelines mit Docker
Offizielle Kubernetes-Dokumentation
Docker Website
How to Set Up CI Pipelines in Jenkins (DigitalOcean)
Was ist Jenkins? (CloudBees)
Jenkins Sicherheitsleitfaden
Docker Einstiegshilfe
Jenkins Pipeline Tutorial (Baeldung)
Jenkins Pipeline-Beispiele (GitHub)
Jenkins Docker Integration
Kubernetes Tutorials

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Einführung in Jenkins und Grundlagen¶

Jenkins ist ein Open-Source-Tool zur Automatisierung von Software-Entwicklungsprozessen. Es wird häufig für Continuous Integration (CI) und Continuous Delivery/Deployment (CD) eingesetzt. Jenkins ermöglicht die Integration von Tests, Build-Prozessen und Deployment in einer einzigen Plattform.

Kernkonzepte von Jenkins¶

Pipeline:
- Eine Jenkins-Pipeline ist eine Abfolge von Schritten, die der Automatisierungsprozess durchläuft.
- Sie kann mit einer Jenkinsfile definiert werden, einer Datei im Projektrepository, die die Pipeline beschreibt.
Stages und Steps:
- Stages unterteilen die Pipeline in logische Abschnitte (z. B. Build, Test, Deploy).
- Steps sind konkrete Aktionen innerhalb einer Stage (z. B. Shell-Kommandos ausführen, Docker-Container starten).
Agents:
- Ein Agent ist ein Jenkins-Node (Server oder VM), auf dem die Pipeline ausgeführt wird.
- agent any bedeutet, dass die Pipeline auf einem beliebigen verfügbaren Agenten ausgeführt wird.
Umgebungsvariablen:
- In der Pipeline kannst du Umgebungsvariablen verwenden, um Werte wie Docker-Image-Tags oder Anmeldedaten zu speichern.
Post-Aktionen:
- Nach Abschluss der Pipeline können bestimmte Aktionen durchgeführt werden, z. B. das Aufräumen temporärer Dateien oder das Versenden von Benachrichtigungen.

Aufbau einer einfachen Jenkinsfile¶

Eine Jenkinsfile ist eine textbasierte Konfigurationsdatei, die in der Groovy-Skriptsprache geschrieben ist. Sie definiert die Schritte, die Jenkins ausführen soll.

Beispiel: Minimalistische Jenkinsfile¶

pipeline {
    agent any
    stages {
        stage('Hello World') {
            steps {
                echo 'Hello, Jenkins!'
            }
        }
    }
}

agent any: Die Pipeline kann auf jedem verfügbaren Node ausgeführt werden.
stage('Hello World'): Definiert einen logischen Schritt.
steps { echo '...' }: Führt den Schritt aus (hier: Ausgabe einer Nachricht).

Jenkins und Docker¶

Jenkins kann Docker direkt steuern, um Container zu bauen, zu testen und bereitzustellen. Hier sind die wichtigsten Schritte:

Docker Build:
- Jenkins kann Docker-Befehle ausführen, um ein Image aus einer Dockerfile zu bauen.
```
sh 'docker build -t my-image:latest .'
```
Docker Run:
- Ein Image kann ausgeführt werden, um Tests oder andere Aktionen auszuführen.
```
sh 'docker run --rm my-image:latest'
```
Docker Push:
- Jenkins kann Docker-Images zu einem Registry pushen.
```
sh 'docker push my-image:latest'
```

Erweiterte Konzepte: Parameterisierte Pipelines¶

Du kannst Jenkins-Pipelines interaktiv gestalten, indem du Parameter definierst.

Beispiel: Parameterisierte Jenkinsfile¶

pipeline {
    agent any
    parameters {
        booleanParam(name: 'RUN_TESTS', defaultValue: true, description: 'Soll die Pipeline Tests ausführen?')
    }
    stages {
        stage('Build') {
            steps {
                echo 'Building the project...'
            }
        }
        stage('Test') {
            when {
                expression { return params.RUN_TESTS }
            }
            steps {
                echo 'Running tests...'
            }
        }
    }
}

parameters: Ermöglicht das Hinzufügen von Benutzereingaben, z. B. Schalter oder Textfelder.
when: Führt eine Stage nur aus, wenn die Bedingung erfüllt ist.

Pipeline verstehen¶

In der von mir erstellten Pipeline:

Umgebungsvariablen:
- Diese definieren wichtige Werte wie Docker-Image-Name oder Cluster-Konfigurationsdateien.
```
environment {
    DOCKER_IMAGE = 'soproming/bootstrap-sample:latest'
}
```
Stages:
- Jede Stage führt eine logische Aktion durch:
  - Checkout: Code aus dem Git-Repository holen.
  - Build Docker Image: Docker-Image erstellen.
  - Test Docker Image Locally: Tests im Container ausführen.
  - Push to Docker Registry: Image in eine Registry hochladen (optional).
  - Deploy to Cluster: Auf Kubernetes-Cluster ausrollen (optional).
  - Run Locally: Container lokal starten (optional).
Post-Aktionen:
- Nach der Pipeline werden Ressourcen aufgeräumt (z. B. mit docker system prune -f).

Voraussetzungen für die Pipeline¶

Docker installiert:
- Stelle sicher, dass Jenkins-Agents Zugriff auf Docker haben.
Cluster-Konfiguration:
- Falls Kubernetes verwendet wird, muss die kubeconfig.yaml korrekt konfiguriert sein.
Jenkins-Setup:
- Stelle sicher, dass Jenkins mit den Plugins Pipeline, Git, und (falls Kubernetes verwendet wird) Kubernetes CLI ausgestattet ist.
Anmeldedaten:
- Docker-Registry-Zugangsdaten müssen in Jenkins hinterlegt sein, falls ein Push zu einer Registry vorgesehen ist.

Vertiefung¶

1. Jenkins-Architektur¶

Master-Agent-Architektur:
- Der Jenkins-Master steuert die Jobs, während die Arbeit auf Jenkins-Agents ausgeführt wird.
- Agents können physische Server, virtuelle Maschinen oder Container sein.
Pipeline-as-Code:
- Eine Jenkinsfile ermöglicht es, Pipelines direkt im Code-Repository zu speichern, wodurch CI/CD-Prozesse versioniert und nachvollziehbar bleiben.

2. Fehlerbehebung und Debugging¶

Log-Ansicht:
- Jenkins zeigt detaillierte Logs für jede Pipeline-Ausführung an. Überprüfe diese bei Problemen.
Replays:
- Mit Jenkins kannst du eine Pipeline im Debug-Modus erneut ausführen, um schrittweise Fehler zu finden.
Shell-Kommandos testen:
- Kommandos wie sh 'docker build ...' können lokal ausgeführt werden, um Fehler vor der Pipeline-Ausführung zu identifizieren.

3. Erweiterungen mit Plugins¶

Jenkins hat eine große Auswahl an Plugins. Hier sind einige nützliche für die Pipeline:

Git Plugin:
- Ermöglicht das Klonen und Verwalten von Git-Repositories.
Docker Pipeline Plugin:
- Vereinfacht das Arbeiten mit Docker in Jenkins-Pipelines.
Kubernetes Plugin:
- Integriert Kubernetes direkt in Jenkins für dynamische Agenten oder Deployment.
Parameterized Build Plugin:
- Fügt erweiterte Parameter für flexible Pipeline-Ausführungen hinzu.

4. Sicherheit¶

Credentials Management:

Speichere sensible Daten (z. B. Docker-Registry-Anmeldedaten) sicher in Jenkins unter "Credentials" und greife über credentialsId darauf zu.

withCredentials([usernamePassword(credentialsId: 'docker-registry-creds', usernameVariable: 'DOCKER_USER', passwordVariable: 'DOCKER_PASS')]) {
    sh "docker login -u $DOCKER_USER -p $DOCKER_PASS"
}

Sandbox-Modus:
- Jenkins erlaubt die Ausführung von Pipelines im "Sandbox"-Modus, um unsichere Groovy-Skripte zu verhindern.
Agent-Sicherheit:
- Vermeide die Ausführung von Pipelines auf dem Master-Node. Nutze dedizierte Agents für Builds.

5. Effizienz steigern¶

Caching:
- Docker-Build-Prozesse können durch Zwischenspeicherung beschleunigt werden.
```
sh 'docker build --cache-from=my-image:latest -t my-image:latest .'
```

Parallelisierung:

Du kannst Stages parallel ausführen, um Zeit zu sparen.

stage('Parallel Tests') {
    parallel {
        stage('Unit Tests') {
            steps {
                sh 'run-unit-tests'
            }
        }
        stage('Integration Tests') {
            steps {
                sh 'run-integration-tests'
            }
        }
    }
}

6. Deployment mit Kubernetes¶

Falls du Kubernetes für Cluster-Deployments verwendest:

Manifeste und Helm:
- Verwalte Deployments mit kubectl apply -f oder Helm-Charts.
```
sh "kubectl --kubeconfig=${CLUSTER_CONFIG} apply -f deployment.yaml"
```

Dynamic Jenkins Agents:

Kubernetes kann dynamisch Jenkins-Agenten als Pods bereitstellen.

agent {
    kubernetes {
        yaml """
        apiVersion: v1
        kind: Pod
        spec:
          containers:
          - name: jnlp
            image: jenkins/inbound-agent
        """
    }
}

7. Pipeline-Parameter erweitern¶

Mehrere Parameter-Typen können verwendet werden, um die Pipeline flexibler zu gestalten:

Choice Parameter:

parameters {
    choice(name: 'DEPLOY_ENV', choices: ['dev', 'staging', 'prod'], description: 'Deployment Environment')
}

String Parameter:

parameters {
    string(name: 'DOCKER_TAG', defaultValue: 'latest', description: 'Tag for Docker image')
}

8. Monitoring und Feedback¶

Build Notifications:

Sende Benachrichtigungen per Slack, E-Mail oder andere Tools.

post {
    success {
        mail to: 'team@example.com', subject: 'Build Success', body: 'The build was successful!'
    }
    failure {
        mail to: 'team@example.com', subject: 'Build Failed', body: 'The build failed. Check Jenkins logs for details.'
    }
}

Metrics:
- Nutze Plugins wie "Prometheus Plugin" oder "Build Pipeline Plugin" für Monitoring und Metriken.

9. Best Practices¶

Atomic Builds:
- Jeder Build sollte unabhängig sein und keine externen Zustände (wie Dateien auf dem Agenten) benötigen.
Commit-Driven Pipelines:
- Nutze git commit-Trigger, um Pipelines automatisch bei Änderungen auszuführen.
Code-Reviews für Pipelines:
- Behandle die Jenkinsfile wie jede andere Code-Datei und führe Code-Reviews durch.

10. Alternativen zu Jenkins¶

Wenn du nach modernen Alternativen oder Ergänzungen zu Jenkins suchst:

GitHub Actions: Nahtlose Integration mit GitHub.
GitLab CI/CD: Perfekt für Projekte, die GitLab verwenden.
Tekton: Kubernetes-native CI/CD-Lösung.
CircleCI: Benutzerfreundlich und Cloud-nativ.

Fazit¶

Jenkins ist ein mächtiges Tool, aber durch die Vielzahl an Funktionen und Erweiterungsmöglichkeiten kann es komplex werden. Mit diesen zusätzlichen Informationen kannst du deine Pipeline optimieren, effizienter gestalten und sicherstellen, dass sie robust und flexibel bleibt.