Что такое GitOps?

Что такое GitOps?

Давайте начнем с понимания того, что такое GitOps. Что ж, GitOps — это среда разработки программного обеспечения, которая позволяет организациям непрерывно поставлять программные приложения, эффективно управляя ИТ-инфраструктурой, используя Git как единый источник достоверной информации. GitOps, подмножество DevOps, сочетает в себе лучшие практики инфраструктуры как кода (IaC) и DevOps для создания операционной модели для управления архитектурой и мгновенного воспроизведения облачной инфраструктуры системы на основе состояния репозиториев Git.

Хотя существует несколько инструментов и решений для разработки программного обеспечения, управление инфраструктурой всегда было сложной задачей. Для создания и обслуживания инфраструктуры требуются экспертные знания. DevOps произвел революцию в ландшафте разработки программного обеспечения и расширил возможности управления инфраструктурой с помощью подхода «инфраструктура как код (IaC)».

Хотя IaC позволяет разработчикам объявлять конфигурацию в виде кода и автоматизировать системную инфраструктуру, поддержание динамической синхронизации между кодом, тестовой, промежуточной и производственной средами остается сложной задачей. GitOps расширяет функциональность IaC, позволяя разработчикам объявлять каждый ресурс в Git и автоматически поддерживать желаемое состояние во всей инфраструктуре. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о том, что такое GitOps!

Оглавление

1. GitOps: это метод контроля версий?

Системы контроля версий играют решающую роль в средах DevOps. VCS — это программный инструмент, который позволяет организациям отслеживать изменения в коде и управлять ими. Каждое изменение, внесенное в код, сохраняется в уникальной базе данных. Системы контроля версий позволяют командам беспрепятственно сотрудничать в разработке кода, что сокращает время выхода на рынок и сводит к минимуму простои. В случае ошибки команды могут быстро вернуться к более ранней версии, не прерывая остальную работу. GitOps использует Git VCS для повышения эффективности конвейеров CI/CD.

Git — самая популярная система контроля версий среди разработчиков. Поскольку большинство разработчиков знакомы с Git, работать с проектами GitOps становится легко. В среде GitOps Git служит единственным источником достоверной информации. Каждый ресурс в среде описательно объявлен в репозитории Git. Когда Git делает запрос на вытягивание и изменения утверждаются, действующая инфраструктура автоматически перенастраивается для синхронизации с желаемым состоянием, объявленным в репозитории Git. Оператор потока используется для мониторинга запросов на вытягивание Git и приведения рабочих кластеров к желаемому состоянию репозитория Git.

2. Принципы GitOps

Вот четыре ключевых принципа GitOps:

Декларативное описание

Поскольку Git выступает в качестве единого источника достоверной информации для всех операций DevOps, вся система декларативно описывается в Git с помощью файлов .yaml. Изменения, внесенные в приложения, инфраструктуру, развертывание и среду, управляются через Git. Например, конфигурацией Kubernetes и конфигурацией среды можно управлять с помощью Helm с помощью многократно используемых диаграмм. Код приложения может быть объявлен в Dockerfile, а Terraforms может объявить инфраструктуру. Вы можете не только быстро развернуть контейнеры и выполнить откат, но и воспроизвести всю инфраструктуру кластера в момент аварии.

Версии

Поскольку система управления версиями действует как центральный репозиторий для объявления желаемого состояния инфраструктуры и управления им, вы можете экспериментировать с новыми функциями и быстро выполнять откат/возврат при необходимости. При совершении фиксации сохраняются такие сведения, как информация о коммитере, отметка времени фиксации и идентификатор фиксации. Таким образом, вы можете полностью отслеживать все изменения, внесенные в состояние инфраструктуры в любой момент времени.

Как один из принципов GitOps, возможность просматривать весь контрольный журнал изменений обеспечивает прозрачность для команд в организации. Когда инфраструктура и приложения доступны в виде версионных артефактов, аудит также упрощается.

Автоматизация

Преимущество декларативного описания заключается в том, что вы можете объявить желаемое состояние системы в коде Git, а затем автоматизировать систему, чтобы применить все одобренные изменения к системе. Реализуя цикл управления с обратной связью, интегрированный в конвейер непрерывного развертывания, вы можете автоматизировать развертывание. Хотя это значительно увеличивает количество изменений, которые вы вносите в день, это также сокращает среднее время развертывания.

гарантия

Когда желаемое состояние не совпадает с фактическим состоянием системы, программные агенты мгновенно оповещают вас об изменении конфигурации. С этим принципом самовосстановления GitOps вы можете быть уверены в качественной среде разработки программного обеспечения.

3. Потребность в GitOps

Инновации — это непрерывный процесс в мире технологий. Появление технологии облачных вычислений произвело революцию в ИТ-индустрии, увеличив скорость и масштабируемость сред разработки программного обеспечения. DevOps позволил организациям эффективно управлять этой гибкостью и беспрепятственно доставлять код быстрее и качественнее, используя конвейеры CI/CD, системы контроля версий, системы проверки кода и решения для управления инфраструктурой. Однако автоматизация была больше ориентирована на разработчиков.

Все практики DevOps способствовали простой автоматизации процессов разработки. Однако автоматизация инфраструктуры оставалась сложным процессом, требующим сертифицированных специалистов и экспертных знаний в области управления инфраструктурой.

Современная инфраструктура должна быть достаточно гибкой и надежной для масштабирования и управления непрерывными развертываниями. Хотя инструменты управления конфигурацией, такие как Puppet, Chef и Ansible, помогают поддерживать инфраструктуру в желаемом состоянии, они не объединяют приложения и IaC в единое целое. Более того, они недостаточно эффективны для управления всем облачным стеком. GitOps идеально подходит для этой цели.

GitOps — это инновационная платформа, которая позволяет разработчикам объявлять инфраструктуру как код в репозитории Git и с легкостью централизованно управлять автоматизацией инфраструктуры. GitOps расширяет функциональность инструментов IaC за счет интеграции приложений и инфраструктуры как кода в единое целое, так что команды разработки и эксплуатации используют единый код репозитория Git для управления инфраструктурой и запущенными в ней приложениями.

Теперь, когда вы знаете, что такое GitOps, важно понять, что речь идет не только об автоматизации развертывания и управлении конфигурацией. Это позволяет разработчикам легко справляться со сложными инфраструктурными операциями и повышать производительность. Благодаря функциям отката/возврата и действенным функциям оповещения это сокращает время восстановления и время выхода на рынок. Благодаря GitOps управление операциями CI/CD в облаке становится простым и экономичным. В ClickIT мы можем помочь вам сократить время выхода на рынок и снизить затраты на разработку с помощью правильных инструментов и лучших практик!

4. Как работает GitOps?

Архитектура GitOps позволяет разработчикам управлять операциями инфраструктуры, используя Git как единственный источник достоверной информации. В типичной среде разработки DevOps компонент непрерывной интеграции находится в авангарде конвейера. Компонент CI рассматривает VCS как службу, предоставляющую входные данные для операций сборки, а CD — как службу для развертывания кода. Он берет код, запускает автоматизированные тесты и запускает утвержденный код в производство с помощью автоматизации CD.

Как работает GitOps?

Вот типичный конвейер DevOps CI/CD.

1. Разработчики пишут код и передают его в систему контроля версий.

2. Сервер CI берет код и запускает на нем автоматические тесты.

3. При обнаружении ошибок/багов код отправляется на исправление.

4. Утвержденный код автоматически помещается в репозиторий образов контейнеров.

5. Инструмент автоматического развертывания запускает контейнеры в рабочую среду.

6. Для управления контейнерами используется инструмент оркестрации контейнеров.

Здесь компонент CI занимает центральное место в конвейере CI/CD. Однако GitOps выдвигает систему контроля версий Git в центр. В этой архитектуре Git легко управляет развертыванием и операциями. Поскольку разработчики лучше всего знакомы с Git и запросами на вытягивание, использование GitOps становится простым. Запрос на вытягивание — это запрос на проверку, в котором разработчик, отправляющий код в репозиторий, запрашивает одобрение кода для слияния с репозиторием.

Вот типичный рабочий процесс в среде GitOps:

1. Разработчик делает запрос на включение в репозиторий Git.

2. Кодекс рассматривается и утверждается соответствующими людьми.

3. Затем код вливается в репозиторий Git.

4. При обнаружении изменения запускается конвейер сборки CI. Инструмент CI автоматически запускает тесты. Как только код проходит все тесты, он создает образ и помещает его в контейнер изображения.

5. Автомат развертывания обнаруживает изменения в репозитории образов, извлекает их из реестра и обновляет YAML-файл репозитория конфигурации.

6. Синхронизатор развертывания обнаруживает изменение в кластере. Он извлекает изменения из репозитория конфигурации и обновляет устаревший кластер новой функцией.

Рассмотрим среду GitOps, в которой для управления Kubernetes используются кластеры Kubernetes и Flux CD. Состояние кластера Kubernetes сначала объявляется в репозитории Git. Без предварительного объявления никакая рабочая нагрузка не входит в кластер Kubernetes. Описания рабочих нагрузок объявляются и помещаются в репозиторий Git. Состояние развернутого кластера всегда должно быть синхронизировано с объявленным состоянием в Git. Flux работает как синхронизатор развертывания. Он развертывается в Kubernetes и использует цикл управления для извлечения репозитория git и проверки наличия каких-либо новых коммитов. Когда применяется новая фиксация, она немедленно сводит состояние кластера к вновь объявленному состоянию.

Более того, Flux также проверяет наличие обновлений в реестре образов контейнеров. Когда новый образ будет найден, Flux обновит файлы манифеста кластера в Git, указав последние теги образа контейнера, а затем повторно синхронизирует состояние кластера с последней фиксацией. Это означает, что экземпляры контейнеров всегда работают с последними образами контейнеров. Это также гарантирует, что состояние кластера всегда идеально синхронизируется с объявлениями, сделанными в репозитории Git. Если вам нужно откатить функцию, вы можете просто вернуться к более ранней версии с помощью репозитория Git, и Flux автоматически синхронизирует состояние кластера с этой версией. Точно так же во время аварии вы можете просто повторно развернуть самую последнюю фиксацию в репозитории Git, чтобы вернуть последнее рабочее состояние кластера.

С GitOps вам не нужно предоставлять разработчикам доступ на запись. Вместо этого Flux будет обновлять, удалять или создавать ресурсы в кластере в соответствии с объявлениями репозитория Git. Внедряя элементы управления доступом на основе ролей (RBAC), вы можете настроить учетную запись службы Flux с необходимыми привилегиями и выполнять нужные операции, не раскрывая учетные данные кластера снаружи.

5. Преимущества GitOps

Вот некоторые из ключевых преимуществ , предлагаемых GitOps:

Более быстрый выход на рынок

В среде DevOps более быстрое развертывание является требованием по умолчанию. Однако GitOps выводит его на новый уровень, поскольку развертывание происходит прямо в исходном коде. Когда код разрабатывается и помещается в Git, он автоматически развертывается с помощью тех же инструментов развертывания. Тот факт, что вам не нужно переключать инструменты, делает этот процесс быстрее и лучше.

Надежность

GitOps позволяет отменить/откатить изменения одним нажатием кнопки. Вы можете быстро экспериментировать с новыми функциями и отменять их в случае неожиданного поведения вашего кода. Это также повышает уровень производительности, будучи надежным и безопасным.

Улучшенный опыт разработчиков

GitOps больше ориентирован на разработчиков. Благодаря роскоши работы с инструментами на стороне разработчиков, такими как Git, разработчики получают хорошее управление инфраструктурой развертывания и могут легко управлять развертыванием и отслеживать его. Непрерывные циклы обратной связи помогают им выявлять ошибки, вносить изменения и чаще запускать код в производство. Они могут использовать единый набор инструментов во всей инфраструктуре.

Простой аудит

В среде GitOps все изменения вносятся через репозиторий. Таким образом, вы можете проверить историю ветвей в любой момент времени, чтобы увидеть полную историю развертывания и историю каждого изменения, внесенного в код. Функция бесплатного журнала аудита существенно упрощает задачи аудита. Кроме того, каждый член команды может проверить репозиторий Git и быть в курсе того, что происходит на протяжении всего жизненного цикла разработки. Это также упрощает задачи аудита.

Стандартизированные операции в рамках инфраструктуры

GitOps позволяет создать стандартную модель для управления изменениями в приложениях, развертываниях и надстройках. Это означает, что у вас есть сквозные рабочие процессы, ориентированные на Git и согласованные во всей инфраструктуре. Это также обеспечивает большую прозрачность конвейеров CI/CD.

6. Лучшие практики GitOps

Хотя GitOps предлагает скорость и масштабируемость для сред разработки, использование правильных стратегий является ключом к эффективному использованию этой среды.

Управление репозиториями

Во-первых, традиционные команды разработчиков используют несколько репозиториев, чтобы получить четкое право собственности на сервисы, над которыми они работают. Однако это усложняется, когда проект масштабируется. Каждая команда может следить только за своими репозиториями, и получение информации обо всем проекте становится сложной задачей. Таким образом, минимизация репозиториев — хорошая идея. Для небольшой компании достаточно одного репо. Компания среднего размера может использовать один репозиторий для каждой команды, в то время как крупные предприятия могут использовать репозиторий для каждой службы. Каждая команда может использовать один репозиторий, а затем при необходимости добавлять к нему несколько веток. Это означает, что команды могут беспрепятственно сотрудничать в проекте.

Еще одна хорошая идея с репозиториями — использовать два: один для кода приложения, а другой — для конфигурации развертывания. Это означает, что не каждый коммит будет развернут, и каждый не сможет выпустить. Это также означает, что вы можете контролировать, у кого лучше процесс управления релизами.

Управление манифестами

Когда вы фиксируете изменения в манифестах без их тестирования, вы, скорее всего, столкнетесь с несколькими проблемами на этапе подготовки к работе. Хорошая идея — локально запустить команду CLI для создания манифестов перед фиксацией изменений. Вы также должны убедиться, что внешние модификации не изменяют манифесты Git. Итак, прикрепите удаленные базы или зависимости к конкретным коммитам.

Управление приложениями и службами с отслеживанием состояния

Управление приложениями и сервисами с отслеживанием состояния в Kubernetes — сложная задача. Вместо ручного написания сценариев рекомендуется везде, где это возможно, использовать операторы Kubernetes. Также настоятельно рекомендуется использовать запросы на вытягивание вместо push-уведомлений. Это также позволит избежать раскрытия учетных данных кластера за пределами кластера. Вы можете автоматизировать повторяющиеся процессы в среде с помощью веб-перехватчиков Git.

7. Непрерывная доставка с использованием GitOps

Непрерывная поставка — это подход к разработке программного обеспечения, при котором код непрерывно создается, тестируется и развертывается в рабочей среде. Кросс-функциональные команды сотрудничают в разработке приложений, используя систему контроля версий. Каждое изменение часто объединяется с веткой. На каждое изменение создается билд, на котором выполняются автоматизированные тесты. Успешные сборки будут автоматически развернуты в рабочей среде. Говоря о том, что такое GitOps, непрерывная доставка становится эффективной.

С самого начала кажется, что GitOps дает преимущество непрерывному развертыванию перед непрерывной интеграцией. Однако GitOps делает компакт-диск простым и эффективным, что позволяет CI работать быстрее и качественнее. В традиционном конвейере CI/CD CI находится в центре и управляет сборкой и развертыванием. Хотя CI часто выпускает код в производство, синхронизация с ним конфигурации является сложной задачей. Наличие гибридной многогранной инфраструктуры усугубляет эту проблему.

GitOps описательно объявляет состояние каждого ресурса в репозитории. Таким образом, изменения в коде приложения и манифестах мгновенно отражаются в рабочих кластерах. Это обеспечивает наглядность и понимание для обеспечения согласованности во всех производственных средах. Благодаря гарантированной предсказуемости и согласованности состояния рабочих кластеров разработчики могут быстро создавать приложения и развертывать их в многокластерной инфраструктуре, получая при этом отслеживаемость и видимость каждого изменения, внесенного в код, который перемещается в рабочую среду. С GitOps CI становится быстрее, удобнее и лучше.

8. Инфраструктура как код с использованием GitOps

Инфраструктура как код — это инновационная идея использования конфигурационных файлов для управления ИТ-инфраструктурой. GitOps — отличный пример IaC, но он отличается реализацией. Он расширяет функциональность инструментов IaC. В GitOps желаемое состояние ИТ-инфраструктуры сохраняется и контролируется системой контроля версий. Здесь неизменяемые контейнеры используются в качестве развертываемых артефактов, а инструмент оркестровки используется для приведения их к состоянию, объявленному в манифестах Git. Git действует как центральный источник правды, в то время как другие инфраструктуры IaC используют несколько репозиториев или комбинацию git и базы данных для управления инфраструктурой.

Хотя инструменты IaC позволяют управлять ИТ-инфраструктурой, их недостаточно для управления всем облачным стеком. Однако GitOps достаточно для обработки всего облачного стека. Вы можете использовать инструмент IaC и расширить его функциональные возможности для выполнения обновлений инфраструктуры с помощью Git. Когда манифест обновляется, оператор Kubernetes запускает механизм конвергенции, при котором изменения применяются к кластеру до тех пор, пока состояние не совпадет с состоянием, объявленным в Git. При обнаружении расхождения он автоматически отправит предупреждение. Вы можете настроить оператор для автоматического запуска механизма конвергенции.

9. Инструменты GitOps

Вот некоторые из инструментов, которые позволяют вам создать ориентированную на результат среду GitOps:

Гит

Инструменты GitOps: Git

Git — это сердце среды GitOps. Он содержит код, конфигурацию и документацию для развертывания кластеров и управления ими в рамках всей инфраструктуры. Весь процесс автоматизирован, при этом «автоматизаторы» читают репозитории Git, обнаруживают изменения в коде и конфигурации в Git и применяют их к соответствующим кластерам в инфраструктуре.

Шлем

Инструменты GitOps: Шлем

Helm — популярный менеджер пакетов Kubernetes. Он позволяет организациям определять и устанавливать полные приложения Kubernetes с помощью Helm Charts. С помощью настраиваемых хуков и обновлений на месте вы также можете легко обновлять приложения Kubernetes. Диаграммы Helm содержат файлы шаблонов YAML, организованные в определенную структуру каталогов. Используя Helm, вы можете оптимизировать среды CI/CD для Kubernetes.

Флюс

Инструменты GitOps: Flux

Flux — еще один ключевой оператор в GitOps, который обеспечивает автоматическое применение конфигураций репозитория Git в рабочих кластерах. Он постоянно читает репозитории Git и обнаруживает изменения в коде и файлах конфигурации, а также приводит производственные кластеры Kubernetes в желаемое состояние, объявленное в Git. Flux помогает беспрепятственно развертывать образы контейнеров в производственных кластерах. Изменения в кластерах можно легко вернуть к предыдущим версиям.

Флаги

Инструменты GitOps: Флаггер

Flagger — популярный оператор прогрессивной доставки для Kubernetes. Используя методы прогрессивной доставки Flagger, такие как выпуск Canary, A/B-тестирование и Blue/Green, разработчики могут уверенно запускать код в производство. Канарский выпуск позволяет разработчикам тестировать новые функции в производственной среде и при необходимости безопасно откатывать их. Благодаря медленному увеличению нагрузки разработчики могут отслеживать ключевые показатели производительности и оценивать влияние новой функции на производственную среду. Используя Flagger и FluxCD, вы можете легко создавать автоматизированные конвейеры GitOps для развертываний Canary.

10. Резюме

Изучив, что такое GitOps, мы можем сделать вывод, что с появлением множества технологий, инструментов и фреймворков современная облачная инфраструктура с каждым днем ​​становится все сложнее. GitOps предлагает мощный рабочий процесс для управления этой сложной инфраструктурой облачной системы. С гарантией того, что работающие производственные кластеры всегда работают в желаемом состоянии, организации могут позволить себе роскошь включать новые функции, чтобы обеспечить отличное качество обслуживания клиентов, повысить производительность и сократить простои. Просто свяжитесь с нами в любое время, когда вам потребуются наши услуги.

Однако GitOps все еще находится в зачаточном состоянии. Хотя GitOps поддерживает кластеры Kubernetes и не-Kubernetes, большинство операторов GitOps предназначены для управления кластерами Kubernetes. В будущем вы можете ожидать, что операторы GitOps будут управлять всеми типами кластеров в инфраструктуре.

Перейти к верхней панели