詳解Docker Swarm 在持續集成測試中的應用

背景

敏捷（Agile）模式被廣泛應用，測試顯得尤為重要。由于需要頻繁發布新的版本，我們需要更加頻繁的執行測試用例，以確保沒有新的 bug 被引入到版本中。

一個完整的測試流程所需要占用的時間和資源也不可忽視，包括對測試結果的分析都要占用大量的資源。如何在更短時間內，提供完整、全面的測試以保證質量，是我們急于解決的問題，也是保證敏捷開發能順利進行的關鍵。

Jenkins 實現了無人值守的測試流程，開發結束后，一旦在測試環境部署成功，下游的測試任務就會即刻執行。

Jenkins 的應用在一定程度上節省了人力資源，而 Docker 技術可以實現容器 (Container) 快速的拓展，從而節省了大量的設備資源和時間，快速的完成測試。這在 Jenkins Pipeline（代碼流水線管理）中是非常重要的一個環節，如圖 1 所示：

圖 1. Jenkins Pipeline

本文主要介紹如何利用 Docker Swarm 集群功能和 Selenium Grid 腳本分發功能，來搭建一個可以動態擴容的 Selenium 自動化腳本執行環境。相比于用真實的機器作為 Selenium 自動化腳本執行環境，使用此套環境可以極大的減少對執行環境的維護工作，比如各種瀏覽器類型的管理和版本的管理。也能極大的減少對腳本執行環境的物質投入，節省各類資源。

搭建 Docker Swarm 集群

Swarm 簡介

Swarm 是 Docker 官方提供的一款集群管理工具，用來管理 Docker 集群，它將若干臺 Docker 主機抽象為一個整體，并且通過一個入口統一管理這些 Docker 主機上的各種 Docker 資源。

Swarm 只是一個調度器（Scheduler）加路由器（Router），Swarm 自己不運行容器，它只是接受 Docker 客戶端發送過來的請求，調度適合的節點來運行容器，這意味著，即使 Swarm 由于某些原因掛掉了，集群中的節點也會照常運行，當 Swarm 重新恢復運行之后，它會收集重建集群信息。

Swarm 和 Kubernetes 比較類似，但是更加輕，具有的功能也較 Kubernetes 更少一些。

環境準備

為了搭建 Docker Swarm 集群環境，我在示例中準備了兩臺機器。一臺作為 manager 節點，同時也作為一個 worker 節點，另一臺只作為一個 worker 節點。

這里假設我們的兩個機器 IP 信息如下：

• M1：10.13.181.1
• M2：10.13.181.2

Docker Engine 從 V1.12.0 版本開始，原生集成了 Docker Swarm，所以只要在每臺機器上安裝 Docker，就可以直接使用 Docker Swarm。在這里，關于 Docker 的安裝不再詳細介紹，請按照官方 Docker Swarm 文檔 進行安裝。安裝完成后，在每臺機器上將 Docker 服務啟動。

提示：

注意：最好關閉機器上的防火墻，否則可能會出現 Swarm 集群網絡連接問題。

關閉防火墻的命令：systemctl stop firewalld.service

禁止防火墻開機啟動命令：systemctl disable firewalld.service

步驟

1、創建管理節點。

我們將機器 M1 作為 manager 節點，在這臺機器上執行命令來初始化集群環境。命令如下：

sudo docker swarm init --advertise-addr 10.13.181.1

執行此命令后，會返回一個用于加入集群的令牌（Token），以便其他 worker 加入此集群。

清單 1. 加入集群令牌示例：

如果想再次獲取加入集群的命令，可以通過執行以下命令獲取：

sudo docker swarm join-token worker

2、將機器 M1 也作為 worker 節點添加到集群。

在 manager 節點機器上運行清單 1 的命令，即可將機器 M1 也作為 worker 加入 swarm 集群當中。

3、將另一臺機器 M2 作為 worker 節點添加到集群。

在機器 M2 上執行上述清單 1 中的命令，即可實現 M2 加入集群的功能。

4、運行如下命令創建集群網絡：

sudo docker network create -d overlay seleniumnet

這里，seleniumnet 即是我們所創建的集群網絡名稱。

5、在新建的集群網絡上創建 Selenium Grid 服務。

a. 創建 Selenium Grid Hub 服務。基于集群網絡 seleniumnet，將 4444 端口映射到集群的 4444 端口，將 timeout 時間設置為 120 秒，可以增大或減少 timeout 時間，如清單 2 所示。

清單 2. 創建 Selenium Grid Hub 服務：

b. 創建 Selenium Grid Firefox 節點服務并連接到剛創建 Hub 服務。如清單 3 所示。

清單 3. 創建 Selenium Grid Firefox 節點服務：

sudo docker service create \
--name node-firefox \
--replicas 5 \
-p 7900:5900 \
--network seleniumnet \
-e HUB_PORT_4444_TCP_ADDR=selenium-hub \
-e HUB_PORT_4444_TCP_PORT=4444 \
selenium/node-firefox-debug bash -c 'SE_OPTS="-host $HOSTNAME" /opt/bin/entry_point.sh'

參數說明：

-p: 7900:5900 將 Docker 內部 VNC5900 暴露到宿主機的 7900 端口，使得用戶可以通過 VNC 從外面監控 Docker 內部的執行情況。

c. 創建 Selenium Grid Chrome Node 服務并連接到剛創建 Hub 服務。如清單 4 所示。

清單 4. 創建節點服務：

sudo docker service create \
--name node-chrome \
--replicas 3 \
-p 7901:5900 \
--network seleniumnet \
-e HUB_PORT_4444_TCP_ADDR=selenium-hub \
-e HUB_PORT_4444_TCP_PORT=4444 \
selenium/node-chrome-debug bash -c 'SE_OPTS="-host $HOSTNAME" 
/opt/bin/entry_point.sh'

參數說明：

-p: 7901:5900 將 Docker 內部 VNC5900 暴露到宿主機的 7901 端口，使得用戶可以通過 VNC 從外面監控 Docker 內部的執行情況。

6、檢查環境搭建是否成功。在機器 M1 上執行以下命令，查看每個服務是否啟動成功：

sudo docker service ls

可以看到 Selenium Hub 和 Firefox 節點、Chrome 節點都已經成功啟動。Firefox 的節點副本是 5，Chrome 的節點副本是 3，如圖 2 所示。

圖 2. Docker 服務清單

我們再通過任意一臺機器的 IP 加 4444 端口來打開 Selenium Hub URL 來查看已啟動的 Firefox 和 Chrome 節點是否已經成功掛載到 Hub 節點上，如圖 3 所示。

Hub url: 10.13.181.1:4444

圖 3. Selenium Hub 的界面圖

從圖 3 可以看出，5 個 Firefox 節點和 3 個 Chrome 節點都已經成功掛載到 Hub 節點上。說明此時 Docker Swarm 環境里已經提供了 5 個 Firefox 節點和 3 個 Chrome 節點可以用來執行 Selenium 自動化測試腳本。

擴容方法

用戶可以根據腳本執行數量，隨時動態的擴容各個節點的數量，提高自動化腳本的執行效率，例如我們需要 10 個可以運行 Firefox 瀏覽器的 Container，對應的命令如下：

sudo docker service scale node-firefox=10

在 Docker Swarm 運行 Jenkins Job

用戶在 Docker Swarm 中運行 Jenkins Job，并不需要在 Jenkins 做多余的配置，而是需要在對應的自動化腳本中調用 Selenium Hub，從而以遠程的方式調用 WebDriver。這樣就實現了在 Docker Container 中運行 Selenium 腳本。

以本文中的場景為例，只需要在自動化腳本中調用遠程 Selenium Hub 即可，如下所示：http://9.111.139.104:4444/wd/hub

在 Selenium Grid 中運行自動化腳本

基本概念

Selenium Grid，用于分布式自動化測試，也就是說一套 Selenium 代碼可在不同的環境上運行，這樣做可以方便的將應用運行在 Docker 所提供的不同 Container 中。

Selenium Grid 有兩個概念：

• Hub：主節點，你可以看作總調度中心。
• Node：分支節點，你可以看作是真正執行任務的 worker。

也就是說在 Selenium Grid 中只能有一個主 Hub，但可以在本地或遠程建立 N 多個分支節點，測試腳本指向主 Hub，由主 Hub 分配給本地/遠程節點運行測試用例。

實現方式

要實現在 Selenium Grid 中運行自動化腳本，首先我們要創建一個 remote driver 的對象，可以通過圖 4 源碼實現，截圖中所對應的輸入參數 selhub 是 Selenium hub 的 URL：http://9.111.139.104:4444/wd/hub

圖 4. 自動化腳本的代碼截圖

通過調用上述的 driver，就可以實現將自動化腳本運行在 Docker Container 中。

結束語

在持續集成測試中，將測試部署到 Docker Swarm 中，通過 Selenium Grid 自動分配執行測試的節點，可以提升測試效率，增大測試的范圍，在快速迭代中能夠更好的保證所交付的產品質量，節省測試資源。

原文鏈接： https://www.ibm.com/developerw ... .html