详解Docker Swarm 在持续集成测试中的应用

背景

敏捷（Agile）模式被广泛应用，测试显得尤为重要。由于需要频繁发布新的版本，我们需要更加频繁的执行测试用例，以确保没有新的 bug 被引入到版本中。

一个完整的测试流程所需要占用的时间和资源也不可忽视，包括对测试结果的分析都要占用大量的资源。如何在更短时间内，提供完整、全面的测试以保证质量，是我们急于解决的问题，也是保证敏捷开发能顺利进行的关键。

Jenkins 实现了无人值守的测试流程，开发结束后，一旦在测试环境部署成功，下游的测试任务就会即刻执行。

Jenkins 的应用在一定程度上节省了人力资源，而 Docker 技术可以实现容器 (Container) 快速的拓展，从而节省了大量的设备资源和时间，快速的完成测试。这在 Jenkins Pipeline（代码流水线管理）中是非常重要的一个环节，如图 1 所示：

图 1. Jenkins Pipeline

本文主要介绍如何利用 Docker Swarm 集群功能和 Selenium Grid 脚本分发功能，来搭建一个可以动态扩容的 Selenium 自动化脚本执行环境。相比于用真实的机器作为 Selenium 自动化脚本执行环境，使用此套环境可以极大的减少对执行环境的维护工作，比如各种浏览器类型的管理和版本的管理。也能极大的减少对脚本执行环境的物质投入，节省各类资源。

搭建 Docker Swarm 集群

Swarm 简介

Swarm 是 Docker 官方提供的一款集群管理工具，用来管理 Docker 集群，它将若干台 Docker 主机抽象为一个整体，并且通过一个入口统一管理这些 Docker 主机上的各种 Docker 资源。

Swarm 只是一个调度器（Scheduler）加路由器（Router），Swarm 自己不运行容器，它只是接受 Docker 客户端发送过来的请求，调度适合的节点来运行容器，这意味着，即使 Swarm 由于某些原因挂掉了，集群中的节点也会照常运行，当 Swarm 重新恢复运行之后，它会收集重建集群信息。

Swarm 和 Kubernetes 比较类似，但是更加轻，具有的功能也较 Kubernetes 更少一些。

环境准备

为了搭建 Docker Swarm 集群环境，我在示例中准备了两台机器。一台作为 manager 节点，同时也作为一个 worker 节点，另一台只作为一个 worker 节点。

这里假设我们的两个机器 IP 信息如下：

• M1：10.13.181.1
• M2：10.13.181.2

Docker Engine 从 V1.12.0 版本开始，原生集成了 Docker Swarm，所以只要在每台机器上安装 Docker，就可以直接使用 Docker Swarm。在这里，关于 Docker 的安装不再详细介绍，请按照官方 Docker Swarm 文档 进行安装。安装完成后，在每台机器上将 Docker 服务启动。

提示：

注意：最好关闭机器上的防火墙，否则可能会出现 Swarm 集群网络连接问题。

关闭防火墙的命令：systemctl stop firewalld.service

禁止防火墙开机启动命令：systemctl disable firewalld.service

步骤

1、创建管理节点。

我们将机器 M1 作为 manager 节点，在这台机器上执行命令来初始化集群环境。命令如下：

sudo docker swarm init --advertise-addr 10.13.181.1

执行此命令后，会返回一个用于加入集群的令牌（Token），以便其他 worker 加入此集群。

清单 1. 加入集群令牌示例：

代码如下:

docker swarm join --token SWMTKN-1-5p3kzxhsvlqonst5wr02hdo185kcpdajcu9omy4z5dpmlsyrzj-
3phtv1qkfdly2kchzxh0h1xft 10.13.181.1:2377

如果想再次获取加入集群的命令，可以通过执行以下命令获取：

sudo docker swarm join-token worker

2、将机器 M1 也作为 worker 节点添加到集群。

在 manager 节点机器上运行清单 1 的命令，即可将机器 M1 也作为 worker 加入 swarm 集群当中。

3、将另一台机器 M2 作为 worker 节点添加到集群。

在机器 M2 上执行上述清单 1 中的命令，即可实现 M2 加入集群的功能。

4、运行如下命令创建集群网络：

sudo docker network create -d overlay seleniumnet

这里，seleniumnet 即是我们所创建的集群网络名称。

5、在新建的集群网络上创建 Selenium Grid 服务。

a. 创建 Selenium Grid Hub 服务。基于集群网络 seleniumnet，将 4444 端口映射到集群的 4444 端口，将 timeout 时间设置为 120 秒，可以增大或减少 timeout 时间，如清单 2 所示。

清单 2. 创建 Selenium Grid Hub 服务：

代码如下:

sudo docker service create --name selenium-hub --network seleniumnet -p 4444:4444 -e
GRID_TIMEOUT=120 selenium/hub

b. 创建 Selenium Grid Firefox 节点服务并连接到刚创建 Hub 服务。如清单 3 所示。

清单 3. 创建 Selenium Grid Firefox 节点服务：

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'

参数说明：

-p: 7900:5900 将 Docker 内部 VNC5900 暴露到宿主机的 7900 端口，使得用户可以通过 VNC 从外面监控 Docker 内部的执行情况。

c. 创建 Selenium Grid Chrome Node 服务并连接到刚创建 Hub 服务。如清单 4 所示。

清单 4. 创建节点服务：

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'

参数说明：

-p: 7901:5900 将 Docker 内部 VNC5900 暴露到宿主机的 7901 端口，使得用户可以通过 VNC 从外面监控 Docker 内部的执行情况。

6、检查环境搭建是否成功。在机器 M1 上执行以下命令，查看每个服务是否启动成功：

sudo docker service ls

可以看到 Selenium Hub 和 Firefox 节点、Chrome 节点都已经成功启动。Firefox 的节点副本是 5，Chrome 的节点副本是 3，如图 2 所示。

图 2. Docker 服务清单

我们再通过任意一台机器的 IP 加 4444 端口来打开 Selenium Hub URL 来查看已启动的 Firefox 和 Chrome 节点是否已经成功挂载到 Hub 节点上，如图 3 所示。

Hub url: 10.13.181.1:4444

图 3. Selenium Hub 的界面图

从图 3 可以看出，5 个 Firefox 节点和 3 个 Chrome 节点都已经成功挂载到 Hub 节点上。说明此时 Docker Swarm 环境里已经提供了 5 个 Firefox 节点和 3 个 Chrome 节点可以用来执行 Selenium 自动化测试脚本。

扩容方法

用户可以根据脚本执行数量，随时动态的扩容各个节点的数量，提高自动化脚本的执行效率，例如我们需要 10 个可以运行 Firefox 浏览器的 Container，对应的命令如下：

sudo docker service scale node-firefox=10

在 Docker Swarm 运行 Jenkins Job

用户在 Docker Swarm 中运行 Jenkins Job，并不需要在 Jenkins 做多余的配置，而是需要在对应的自动化脚本中调用 Selenium Hub，从而以远程的方式调用 WebDriver。这样就实现了在 Docker Container 中运行 Selenium 脚本。

以本文中的场景为例，只需要在自动化脚本中调用远程 Selenium Hub 即可，如下所示：http://9.111.139.104:4444/wd/hub

在 Selenium Grid 中运行自动化脚本

基本概念

Selenium Grid，用于分布式自动化测试，也就是说一套 Selenium 代码可在不同的环境上运行，这样做可以方便的将应用运行在 Docker 所提供的不同 Container 中。

Selenium Grid 有两个概念：

• Hub：主节点，你可以看作总调度中心。
• Node：分支节点，你可以看作是真正执行任务的 worker。

也就是说在 Selenium Grid 中只能有一个主 Hub，但可以在本地或远程建立 N 多个分支节点，测试脚本指向主 Hub，由主 Hub 分配给本地/远程节点运行测试用例。

实现方式

要实现在 Selenium Grid 中运行自动化脚本，首先我们要创建一个 remote driver 的对象，可以通过图 4 源码实现，截图中所对应的输入参数 selhub 是 Selenium hub 的 URL：http://9.111.139.104:4444/wd/hub

图 4. 自动化脚本的代码截图

通过调用上述的 driver，就可以实现将自动化脚本运行在 Docker Container 中。

结束语

在持续集成测试中，将测试部署到 Docker Swarm 中，通过 Selenium Grid 自动分配执行测试的节点，可以提升测试效率，增大测试的范围，在快速迭代中能够更好的保证所交付的产品质量，节省测试资源。

原文链接： https://www.ibm.com/developerw ... .html