工作 2：佈建 Jenkins

建立 Kubernetes 叢集，並允許 Jenkins 存取 Google Cloud 服務和 Google Artifact Registry。

建立 Kubernetes 叢集

1. 現在，請執行下列指令來佈建 Kubernetes 叢集：

gcloud container clusters create jenkins-cd \ --num-nodes 2 \ --machine-type e2-standard-2 \ --scopes "https://www.googleapis.com/auth/source.read_write,cloud-platform"

這個步驟可能需要幾分鐘才能完成。額外的範圍可讓 Jenkins 存取 Google Cloud 服務和 Google Artifact Registry。

建立 Kubernetes 叢集

1. 執行下列指令，佈建 Kubernetes 叢集：

gcloud container clusters create jenkins-cd \ --num-nodes 2 \ --machine-type e2-standard-2 \ --scopes "https://www.googleapis.com/auth/source.read_write,cloud-platform"

這個步驟會在幾分鐘內完成。指定額外範圍的目的是允許 Jenkins 存取 Google Cloud 服務及 Google Artifact Registry。

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果已成功建立 Kubernetes 叢集，您就會看見評估分數。

建立 Kubernetes 叢集 (可用區：)

2. 先執行下列指令，確認叢集正常運作，再繼續操作：

gcloud container clusters list

取得叢集憑證

1. 取得叢集的憑證：

gcloud container clusters get-credentials jenkins-cd

2. Kubernetes Engine 會使用這些憑證來存取新佈建的叢集。請執行下列指令，確認可連至該叢集：

kubectl cluster-info

工作 3：設定 Helm

Helm 是套件管理工具，能協助您輕鬆設定及部署 Kubernetes 應用程式。安裝 Jenkins 後，便可設定 CI/CD 管道。

在這項工作中，您會使用 Helm 從資訊套件存放區安裝 Jenkins。

1. 新增 Helm 的穩定版資訊套件存放區：

helm repo add jenkins https://charts.jenkins.io

2. 確保該存放區為最新版本：

helm repo update

工作 4：安裝及設定 Jenkins

安裝 Jenkins 時，可使用 values 做為範本，提供設定所需的值。

您將透過 values 檔案自動設定 Kubernetes Cloud，並新增下列必要的外掛程式：

• Kubernetes:latest
• Workflow-multibranch:latest
• Git:latest
• Configuration-as-code:latest
• Google-oauth-plugin:latest
• Google-source-plugin:latest
• Google-storage-plugin:latest

這樣 Jenkins 就能連線至您的叢集和 Google Cloud 專案。

1. 使用 Helm CLI 根據配置設定部署資訊套件：

helm install cd jenkins/jenkins -f jenkins/values.yaml --wait

這個指令會在幾分鐘內執行完畢。

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果已成功設定 Jenkins 資訊套件，您就會看見評估分數。

安裝及設定 Jenkins

2. 指令執行完畢後，請確認 Jenkins Pod 進入 Running 狀態，且容器處於 READY 狀態：

kubectl get pods

輸出內容範例：

NAME READY STATUS RESTARTS AGE cd-jenkins-7c786475dd-vbhg4 2/2 Running 0 1m

3. 設定 Jenkins 服務帳戶，讓該帳戶能部署內容至叢集：

kubectl create clusterrolebinding jenkins-deploy --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=default:cd-jenkins

您應該會收到下列輸出內容：

clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/jenkins-deploy created

4. 在 Cloud Shell 中執行下列指令，設定通訊埠轉送功能，以利存取 Jenkins UI：

export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/component=jenkins-master" -l "app.kubernetes.io/instance=cd" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}") kubectl port-forward $POD_NAME 8080:8080 >> /dev/null &

5. 檢查是否已正確建立 Jenkins Service。

kubectl get svc

輸出內容範例：

NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE cd-jenkins 10.35.249.67 8080/TCP 3h cd-jenkins-agent 10.35.248.1 50000/TCP 3h kubernetes 10.35.240.1 443/TCP 9h

本實驗室中您使用了 Kubernetes 外掛程式，因此系統在 Jenkins Master 要求建構工具節點時，可視需要自動啟動對應的節點。完成工作後，這些節點就會自動關閉，資源也會加回叢集的資源集區。

請注意，這項服務會對所有與選取條件相符的 Pod，公開通訊埠 8080 和 50000，意即在 Kubernetes 叢集內公開 Jenkins 網頁 UI 和建構工具/代理程式註冊通訊埠。此外，jenkins-ui 服務會透過 ClusterIP 公開，不開放從叢集外部存取。

工作 5：連線到 Jenkins

擷取管理員密碼並登入 Jenkins 介面。

1. Jenkins 資訊套件會自動為您建立管理員密碼，請執行下列指令來擷取密碼：

printf $(kubectl get secret cd-jenkins -o jsonpath="{.data.jenkins-admin-password}" | base64 --decode);echo

2. 在 Cloud Shell 動作列，依序點按「網頁預覽」圖示 和「Preview on port 8080」，進入 Jenkins 使用者介面：

3. 如果出現提示訊息，請以 admin 這個使用者名稱和自動產生的密碼登入。

您成功在 Kubernetes 叢集中設定 Jenkins 了！在接下來的幾項工作中，Jenkins 將推動整個自動化 CI/CD 管道的運作。

工作 6：瞭解應用程式

在這項工作中，您會在持續部署管道部署範例應用程式 gceme。這個應用程式是以 Go 語言編寫，位於存放區的 sample-app 目錄。您在 Compute Engine 執行個體上執行 gceme 二進位檔時，應用程式會在資訊卡顯示執行個體的中繼資料。

這款應用程式類似微服務，支援兩種作業模式。

• 在後端模式下，gceme 會監聽通訊埠 8080，然後傳回 JSON 格式的 Compute Engine 執行個體中繼資料。
• 在前端模式下，gceme 會查詢後端 gceme 服務，然後在使用者介面中顯示所產生的 JSON。

工作 7：部署應用程式

我們會將應用程式部署至下列兩種不同環境：

• 正式環境：正式上線、供使用者存取的網站。
• 初期測試環境：負載能力較低的網站，只會接收部分使用者流量。您會先在這個環境以實際流量驗證軟體，確認沒有問題後，再向所有使用者發布。

1. 在 Google Cloud Shell，前往範例應用程式目錄：

cd sample-app

2. 建立 Kubernetes 命名空間，在邏輯層面上隔離這項 Deployment：

kubectl create ns production

3. 使用 kubectl apply 指令，建立正式環境和初期測試環境的部署項目及相關服務：

kubectl apply -f k8s/production -n production kubectl apply -f k8s/canary -n production kubectl apply -f k8s/services -n production

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果已成功建立部署項目，您就會看見評估分數。

建立正式環境和初期測試環境的部署項目

根據預設，系統只會部署一個前端副本。請使用 kubectl scale 指令，確保隨時都至少有 4 個副本正常運作。

4. 執行下列指令，擴充正式環境前端：

kubectl scale deployment gceme-frontend-production -n production --replicas 4

5. 確認前端有 5 個 pod 正在運作，其中 4 個處理正式環境流量，1 個處理初期測試版 (初期測試版的變更只會影響五分之一 (20%) 的使用者)：

kubectl get pods -n production -l app=gceme -l role=frontend

6. 同時也確認後端有 2 個 pod，1 個用於正式環境，另 1 個用於初期測試環境。

kubectl get pods -n production -l app=gceme -l role=backend

7. 擷取正式環境服務的外部 IP：

kubectl get service gceme-frontend -n production 注意：您可能要稍候幾分鐘，才會看到負載平衡器外部 IP 位址。

輸出內容範例：

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE gceme-frontend LoadBalancer 10.79.241.131 104.196.110.46 80/TCP 5h

將外部 IP 貼到瀏覽器中，畫面上就會顯示資訊卡。您看到的頁面應與下圖類似：

8. 將前端服務負載平衡器 IP 儲存至環境變數中，稍後會用到：

export FRONTEND_SERVICE_IP=$(kubectl get -o jsonpath="{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}" --namespace=production services gceme-frontend)

9. 在瀏覽器中開啟前端外部 IP 位址，確認兩項服務都正常運作。

10. 執行下列指令，檢查服務的版本輸出結果 (應顯示為「1.0.0」)：

curl http://$FRONTEND_SERVICE_IP/version

您成功部署範例應用程式了！接下來要設定管道，以便穩定持續部署變更。

工作 8：建立 Jenkins 管道

在這項工作中，您將在專用 Git 伺服器上設定 Git 存放區並建立 Jenkins 管道：

• 將範例應用程式原始碼推送至 Git 伺服器
• 將服務帳戶憑證新增至 Jenkins
• 為 Kubernetes 設定 Jenkins Cloud
• 建立 Jenkins 多分支管道工作

將範例應用程式原始碼推送至 Git 伺服器

1. 在 Cloud Shell 中擷取 Git 伺服器的外部 IP 位址：

export GIT_SERVER_IP=$(gcloud compute instances describe git-server --zone={{{project_0.default_zone}}} --format='get(networkInterfaces[0].accessConfigs[0].natIP)') echo "Git Server IP: ${GIT_SERVER_IP}"

2. 將 sample-app 目錄初始化為 Git 存放區：

cd ~/continuous-deployment-on-kubernetes/sample-app git init git config --global user.email "student@qwiklabs.net" git config --global user.name "Student" git branch -m master

3. 新增指向自我託管 Git 伺服器的遠端存放區：

git remote add origin http://giteaadmin:GiteaPassword123@${GIT_SERVER_IP}:3000/giteaadmin/sample-app.git

4. 新增、提交檔案，並將檔案推送至 master 分支：

git add . git commit -m "Initial commit" git push -u origin master

新增服務帳戶憑證

設定憑證以允許 Jenkins 存取叢集並部署資源。

1. 在 Jenkins 使用者介面的左側面板中，按一下 Manage Jenkins，然後按一下 Security 下方的 Credentials。

2. 在 Stores scoped to Jenkins 下方，按一下 System。

3. 按一下 Global credentials (unrestricted)。

4. 按一下 Add Credentials。

5. 在 Kind 選項中選取 Google Service Account from metadata，然後按一下 Next。

6. 在 ID 欄位輸入您的專案 ID（），然後按一下 Create。

注意：您的專案 ID 可在研究室的連線詳細資料面板中找到。

全域憑證已新增。

為 Kubernetes 設定 Jenkins Cloud

1. 在 Jenkins 使用者介面中，依序選取 Manage Jenkins > Clouds（或 System > Clouds）。
2. 按一下 New cloud。
3. 在 Cloud name 欄位中輸入 kubernetes，在 Type 中選取 Kubernetes，然後按一下 Create。
4. 在 Jenkins URL 欄位中輸入以下值：http://cd-jenkins:8080。
5. 在 Jenkins tunnel 欄位中輸入以下值：cd-jenkins-agent:50000。
6. 按一下 Save。

建立 Jenkins 工作

前往 Jenkins 使用者介面，並按照下列步驟設定多分支管道工作：

1. 在左側面板中，按一下 Jenkins > New Item。

2. 輸入項目名稱 sample-app，選取 Multibranch Pipeline 選項，然後按一下 OK。

3. 在下一頁的 Branch Sources 專區中，從 Add source 下拉式選單中選取 Git。

4. 在 Project Repository 欄位中輸入存放區的複製網址：

http://{{{project_0.startup_script.git_server_ip}}}:3000/giteaadmin/sample-app.git 注意：如果變數未填入，您可以輸入 http://[GIT_SERVER_IP]:3000/giteaadmin/sample-app.git，將 [GIT_SERVER_IP] 替換為您的 Git 伺服器 IP。

5. 在 Credentials 下方維持選取 - none -。

6. 在 Scan Multibranch Pipeline Triggers 專區下方，勾選 Periodically if not otherwise run 核取方塊，並將 Interval 值設為 1 minute。

7. 將所有其他選項保留為預設值，然後按一下 Save。

完成這些步驟後，系統會執行名為 Branch indexing 的工作。這個中繼工作會識別存放區中的分支，並確保現有分支未發生變更。如果您在導覽列中按一下 sample-app，應該會看到 master 工作。

注意：在下一個步驟對程式碼進行某些變更之前，master 工作的首次執行可能會失敗。

您已成功建立 Jenkins 管道！接下來，建立用於持續整合的開發環境。

工作 9：建立開發環境

開發分支版本是一組環境，開發人員會先在這裡測試程式碼變更，再提交出去並整合至正式網站。這些環境是應用程式的簡化版，但部署時仍須採用和正式環境一樣的機制。

建立開發分支版本

如要從功能分支版本建立開發環境，可將該分支版本推送至 Git 伺服器，讓 Jenkins 部署環境。

注意：如果在 Cloud Shell 看到錯誤，請按下 CTRL+C，然後執行下方指令。

• 建立開發分支版本，並推送至 Git 伺服器：

git checkout -b new-feature

修改管道定義

定義該管道的 Jenkinsfile 是以 Jenkins Pipeline Groovy 語法編寫而成。使用 Jenkinsfile 可將整個建構管道編寫到同一個檔案中，而且該檔案會和原始碼放在一起。管道支援平行處理等強大功能，並要求使用者手動核准。

為確保管道正常運作，請修改 Jenkinsfile 並設定專案 ID。

1. 在 vi 之類的終端機編輯器開啟 Jenkinsfile：

vi Jenkinsfile

2. 啟動編輯器：

i

3. 將 REPLACE_WITH_YOUR_PROJECT_ID 這個值改成您的 PROJECT_ID (PROJECT_ID 就是專案 ID，可在實驗室的 CONNECTION DETAILS 部分找到)。您也可以執行 gcloud config get-value project 來查詢該 ID。

4. 將 CLUSTER_ZONE 的值變更為 。您可以執行 gcloud config get compute/zone 來查詢這個值。

PROJECT = "REPLACE_WITH_YOUR_PROJECT_ID" APP_NAME = "gceme" FE_SVC_NAME = "${APP_NAME}-frontend" CLUSTER = "jenkins-cd" CLUSTER_ZONE = "{{{project_0.default_zone}}}" IMAGE_TAG = "gcr.io/${PROJECT}/${APP_NAME}:${env.BRANCH_NAME}.${env.BUILD_NUMBER}" JENKINS_CRED = "${PROJECT}"

5. 儲存「Jenkinsfile」檔案，按下 ESC 鍵，然後輸入下列內容 (適用於 vi 終端機編輯器)：

:wq

修改網站

現在您要將 gceme 資訊卡從藍色變更為橘色，實際體驗應用程式的變化過程。

1. 開啟 html.go：

vi html.go

2. 啟動編輯器：

i

3. 將檔案中的兩個 <div class="card blue"> 改成：

<div class="card orange">

4. 儲存 html.go 檔案，按下 ESC 鍵，然後輸入下列內容：

:wq

5. 開啟 main.go：

vi main.go

6. 啟動編輯器：

i

7. 版本定義在這一行：

const version string = "1.0.0"

將該行更新為下列內容：

const version string = "2.0.0"

8. 再次儲存 main.go 檔案，按下 ESC 鍵，然後輸入下列內容：

:wq

工作 10：開始部署

在這項工作中，您將部署開發環境。

1. 修訂並推送變更：

git add Jenkinsfile html.go main.go git commit -m "Version 2.0.0" git push origin new-feature

執行上述指令將開始建構開發環境。

將變更推送至 Git 存放區之後，請前往 Jenkins 使用者介面，您會看到 new-feature 分支版本的建構作業已啟動，而變更會在一分鐘內接收到。

2. 建構作業開始執行後，請在左側導覽區點按該建構作業旁的向下箭頭，然後選取「Console output」：

3. 觀察建構作業的輸出內容幾分鐘，留意畫面上是否開始顯示「kubectl --namespace=new-feature apply...」這則訊息。如果有即代表系統正在將 new-feature 分支版本部署至叢集。

注意：我們在開發階段不會使用對外公開的負載平衡器。為提高應用程式的安全性，您可以使用 kubectl proxy。這個 Proxy 會向 Kubernetes API 驗證自己的身分，並將源自本機電腦的要求透過 Proxy 傳送到叢集中的服務，但不會向網際網路公開服務。

如果 Build Executor 中未顯示任何內容，別擔心。只要前往 Jenkins 首頁 >「sample app」，就能確認 new-feature 管道是否已建立。

4. 一切就緒後，請在背景啟動 Proxy：

kubectl proxy &

5. 如果出現停滯不動的情況，請按下 CTRL+C 結束指令，然後傳送要求至 localhost，讓 kubectl Proxy 將要求轉送至服務，以便確認應用程式可正常存取：

curl \ http://localhost:8001/api/v1/namespaces/new-feature/services/gceme-frontend:80/proxy/version

您應該會收到「2.0.0」回應，也就是正在執行的版本。

如果收到類似下方的錯誤訊息：

{ "kind": "Status", "apiVersion": "v1", "metadata": { }, "status": "Failure", "message": "no endpoints available for service \"gceme-frontend:80\"", "reason": "ServiceUnavailable", "code": 503

6. 這表示前端端點尚未完成傳播，請稍候片刻，然後再試著執行 curl 指令。看到下列輸出內容時，即可繼續操作：

2.0.0

到此開發環境已設定成功！接下來，您將延伸運用先前單元所學的知識，部署初期測試版來測試新功能。

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果已成功啟動 new-feature 分支版本的建構作業，您就會看見評估分數。

建構 new-feature 分支版本

工作 11：部署初期測試版

您已驗證應用程式在開發環境中執行的是最新程式碼，接下來要將該程式碼部署至初期測試環境。

1. 建立初期測試分支版本，並推送至 Git 伺服器：

git checkout -b canary git push origin canary

2. 在 Jenkins 中，您應該會看到初期測試管道已啟動。待作業完成後，就能檢查服務網址，確認新版本已開始處理部分流量。大約每 5 個要求中，就會有 1 個 (順序不固定) 傳回版本 2.0.0：

export FRONTEND_SERVICE_IP=$(kubectl get -o \ jsonpath="{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}" --namespace=production services gceme-frontend) while true; do curl http://$FRONTEND_SERVICE_IP/version; sleep 1; done

3. 如果持續看到 1.0.0，請重新執行上方的指令。確認上方流程正常運作後，再按下 CTRL+C 結束指令。

大功告成！您已部署初期測試版，接著要將新版本部署至正式環境。

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果已成功部署初期測試版，您就會看見評估分數。

部署初期測試版

工作 12：部署至正式環境

您已成功部署初期測試版，而且未收到任何客訴，現在準備將新版本部署至正式環境中的剩餘機群。

1. 建立初期測試分支版本，並推送至 Git 伺服器：

git checkout master git merge canary git push origin master

在 Jenkins 中，您應該會看到 Master 管道已啟動。

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果已成功啟動 Master 管道，您就會看見評估分數。

部署至正式環境

2. 作業可能需要幾分鐘的時間執行，完成後您即可檢查服務網址，確認新版本 2.0.0 已開始處理所有流量。

export FRONTEND_SERVICE_IP=$(kubectl get -o \ jsonpath="{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}" --namespace=production services gceme-frontend) while true; do curl http://$FRONTEND_SERVICE_IP/version; sleep 1; done

3. 再次提醒，如果傳回的版本仍是 1.0.0，請重新執行上方的指令。確認結果正常後，再按下 CTRL+C，停止執行這項指令。

輸出內容範例：

gcpstaging9854_student@qwiklabs-gcp-df93aba9e6ea114a:~/continuous-deployment-on-kubernetes/sample-app$ while true; do curl http://$FRONTEND_SERVICE_IP/version; sleep 1; done 2.0.0 2.0.0 2.0.0 2.0.0 2.0.0 2.0.0 ^C

您也可以前往 gceme 應用程式顯示資訊卡的網站，應該會發現資訊卡已從藍色變成橘色。

4. 再次執行下列指令，取得外部 IP 位址，然後將該外部 IP 貼到新分頁，查看網頁顯示的資訊卡：

kubectl get service gceme-frontend -n production

輸出內容範例：

工作 13：隨堂測驗

本實驗室介紹了幾個概念，下列選擇題可加深您的理解，盡力回答即可。

大功告成！

太棒了，您已成功將應用程式部署至正式環境。

恭喜！

本實作實驗室到此結束。您已順利在 Kubernetes Engine 部署並操作 Jenkins，建構能正常運作的持續推送軟體更新/持續部署管道。您在 Kubernetes Engine 中部署並設定重要的 DevOps 工具，以便用於正式環境，也實際操作 kubectl 指令列工具和 YAML 檔案中的部署設定。此外，您也初步瞭解如何設定 Jenkins 管道，支援開發/部署程序。有了這次的實作經驗，您應能放心在自己的 DevOps 環境中應用這些工具。

後續步驟/瞭解詳情

• 進一步瞭解如何在 Kubernetes Engine 使用 Jenkins。
• 瞭解如何透過 Jenkins 建構持續推送軟體更新至 Kubernetes Engine 的作業管道。
• 參閱 Google Cloud 說明文件，進一步瞭解與 DevOps 相關的解決方案和指南。
• 與 Jenkins 社群交流互動！

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使用手冊上次更新日期：2026 年 5 月 20 日

實驗室上次測試日期：2026 年 2 月 26 日

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