GitOps: البنية التحتية التعريفية كتعليمات برمجية للنشر العالمي

في المشهد التكنولوجي سريع التطور اليوم، تعد إدارة البنية التحتية بكفاءة وموثوقية أمرًا بالغ الأهمية. مع توسع المؤسسات عالميًا، يزداد تعقيد إدارة البنية التحتية بشكل كبير. تظهر GitOps كحل قوي، حيث توفر نهجًا تعريفيًا وآليًا لإدارة البنية التحتية. يتعمق هذا الدليل في المبادئ الأساسية لـ GitOps وفوائدها والتطبيق العملي لها وتأثيرها التحويلي على نشر البرامج الحديثة.

ما هي GitOps؟

GitOps هي نهج تعريفي لإدارة البنية التحتية والتطبيقات التي تستفيد من Git كمصدر وحيد للحقيقة للحالة المرغوبة للنظام. بشكل أساسي، تقوم بتحديد البنية التحتية والتطبيقات الخاصة بك كتعليمات برمجية، وتخزينها في مستودع Git، واستخدام الأتمتة لضمان تطابق الحالة الفعلية للبنية التحتية مع الحالة المرغوبة المحددة في Git. هذه "الحالة المرغوبة" هي تعريفية، مما يعني أنها تحدد *ما* يجب أن يبدو عليه النظام، وليس *كيفية* تحقيقه.

فكر في الأمر على النحو التالي: بدلاً من تكوين الخوادم يدويًا أو استخدام البرامج النصية الأمرية لإدارة البنية التحتية، يمكنك تحديد التكوين المطلوب في Git. ثم يقوم وحدة تحكم GitOps بمراقبة الحالة الفعلية للبنية التحتية باستمرار وتسوية أي اختلافات تلقائيًا، وإعادتها إلى التوافق مع الحالة المرغوبة المحددة في Git.

المبادئ الأساسية لـ GitOps

تم بناء GitOps على أربعة مبادئ أساسية:

• التكوين التعريفي: يتم تعريف البنية التحتية والتطبيقات باستخدام مواصفات تعريفية، عادةً بتنسيق YAML أو JSON. هذا يعني أنك تصف الحالة المرغوبة لنظامك، بدلاً من الخطوات اللازمة لتحقيقه. على سبيل المثال، في Kubernetes، يمكنك تحديد عمليات النشر والخدمات والموارد الأخرى كبيانات YAML.
• التحكم في الإصدار: يتم تخزين الحالة المرغوبة في نظام التحكم في الإصدار، عادةً Git. يوفر هذا سجلاً تدقيقًا كاملاً للتغييرات، ويسمح بسهولة التراجع، ويتيح التعاون. يتم تتبع كل تغيير في البنية التحتية الخاصة بك ومراجعته والموافقة عليه من خلال مهام سير عمل Git القياسية.
• التسوية الآلية: تقوم وحدة تحكم GitOps تلقائيًا بتسوية الحالة الفعلية للنظام مع الحالة المرغوبة المحددة في Git. يضمن ذلك بقاء البنية التحتية الخاصة بك في الحالة المرغوبة، حتى في مواجهة حالات الفشل أو التغييرات غير المتوقعة. تراقب وحدة التحكم باستمرار بحثًا عن التناقضات وتطبق تلقائيًا التغييرات اللازمة.
• التسوية المستمرة: عملية التسوية مستمرة وآلية. هذا يعني أن وحدة تحكم GitOps تراقب باستمرار حالة النظام وتطبق تلقائيًا أي تغييرات ضرورية للحفاظ على الحالة المرغوبة. تضمن حلقة الملاحظات المستمرة هذه أن تكون البنية التحتية الخاصة بك دائمًا محدثة ومتسقة.

فوائد GitOps

يوفر اعتماد GitOps العديد من الفوائد للمؤسسات بجميع أحجامها، وخاصة تلك التي تعمل في سياق عالمي:

• زيادة الموثوقية والاستقرار: من خلال تحديد البنية التحتية كتعليمات برمجية وأتمتة التسوية، تقلل GitOps من خطر الخطأ البشري وتضمن الاتساق عبر البيئات. هذا يؤدي إلى بنية تحتية أكثر موثوقية واستقرارًا. على سبيل المثال، يمكن تصحيح الخادم الذي تم تكوينه بشكل خاطئ تلقائيًا بواسطة وحدة تحكم GitOps، مما يمنع وقت التوقف عن العمل.
• دورات نشر أسرع: تعمل الأتمتة على تبسيط عملية النشر، مما يتيح دورات إصدار أسرع ووقت أسرع للوصول إلى السوق. يمكن نشر التغييرات في البنية التحتية تلقائيًا ببساطة عن طريق تحديث مستودع Git. تخيل شركة تجارة إلكترونية عالمية تنشر تحديثات لبنيتها التحتية في وقت واحد عبر مناطق متعددة بتثبيت واحد.
• تحسين الأمان: يعزز GitOps الأمان من خلال مركزية التحكم وتوفير سجل تدقيق كامل للتغييرات. يتم تتبع جميع التغييرات في Git، مما يسهل تحديد الثغرات الأمنية ومعالجتها. علاوة على ذلك، يتم التحكم في الوصول إلى البنية التحتية من خلال آليات التحكم في الوصول الخاصة بـ Git.
• تعزيز التعاون: يعزز GitOps التعاون من خلال توفير فهم مشترك للحالة المرغوبة للنظام. يمكن للفرق التعاون في تغييرات البنية التحتية باستخدام مهام سير عمل Git القياسية، مثل طلبات السحب ومراجعات التعليمات البرمجية. يعزز هذا التواصل والتنسيق بشكل أفضل بين الفرق، خاصة في الفرق العالمية الموزعة.
• عمليات التراجع المبسطة: في حالة حدوث فشل، تسهل GitOps التراجع إلى إصدار سابق من البنية التحتية الخاصة بك. ما عليك سوى إعادة التغييرات في Git، وستقوم وحدة تحكم GitOps تلقائيًا باستعادة البنية التحتية إلى الحالة السابقة. هذا يبسط عملية استعادة النظام بعد الكوارث ويقلل من وقت التوقف عن العمل.
• زيادة الرؤية وقابلية التدقيق: يوفر Git سجل تدقيق كامل لجميع التغييرات في البنية التحتية الخاصة بك، مما يسهل تتبع التغييرات وتدقيقها. وهذا مهم بشكل خاص لمتطلبات الامتثال والمتطلبات التنظيمية.
• تقليل التكاليف التشغيلية: تقلل الأتمتة من الحاجة إلى التدخل اليدوي، مما يحرر المهندسين للتركيز على المزيد من المبادرات الاستراتيجية. هذا يؤدي إلى تقليل التكاليف التشغيلية وزيادة الكفاءة.
• تحسين استعادة النظام بعد الكوارث: تجعل GitOps استعادة النظام بعد الكوارث أسهل وأسرع. نظرًا لأن البنية التحتية بأكملها معرفة كتعليمات برمجية ومخزنة في Git، فيمكن إعادة إنشائها بسهولة في بيئة جديدة في حالة وقوع كارثة.

تنفيذ GitOps: دليل تفصيلي

يتضمن تنفيذ GitOps عدة خطوات رئيسية:

1. اختر أداة GitOps

تتوفر العديد من أدوات GitOps الممتازة، ولكل منها نقاط قوتها وضعفها. تتضمن بعض الخيارات الشائعة ما يلي:

• Flux CD: مشروع تخرج CNCF يوفر إمكانات التسليم المستمر لـ Kubernetes. تشتهر Flux CD ببساطتها وسهولة استخدامها.
• Argo CD: مشروع تخرج CNCF آخر يوفر إمكانات التسليم المستمر لـ Kubernetes. تشتهر Argo CD بميزاتها المتقدمة وقابليتها للتوسع.
• Jenkins X: نظام أساسي CI/CD أصلي يعتمد على السحابة مبني على Kubernetes. يوفر Jenkins X إمكانات GitOps كجزء من وظائف CI/CD الأوسع نطاقاً.
• Weaveworks Flux: نظام أساسي تجاري لـ GitOps يعتمد على مشروع Flux مفتوح المصدر. يوفر Weaveworks Flux ميزات إضافية ودعمًا لمستخدمي المؤسسات.

عند اختيار أداة GitOps، ضع في اعتبارك عوامل مثل سهولة الاستخدام وقابلية التوسع والأمان والتكامل مع البنية التحتية الحالية لديك.

2. تحديد البنية التحتية الخاصة بك كتعليمات برمجية

الخطوة التالية هي تحديد البنية التحتية الخاصة بك كتعليمات برمجية باستخدام مواصفات تعريفية. يتضمن هذا عادةً إنشاء ملفات YAML أو JSON تصف الحالة المرغوبة لموارد البنية التحتية الخاصة بك، مثل الخوادم والشبكات وقواعد البيانات والتطبيقات. بالنسبة إلى Kubernetes، يعني هذا إنشاء بيانات لعلميات النشر والخدمات و ConfigMaps والموارد الأخرى.

على سبيل المثال، قد يبدو بيان نشر Kubernetes كما يلي:

            
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-application
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-application
template:
    metadata:
      labels:
        app: my-application
    spec:
      containers:
      - name: my-application
        image: my-application:latest
        ports:
        - containerPort: 8080

            

              
                Copy
              
            
          

3. تخزين التعليمات البرمجية الخاصة بك في مستودع Git

بمجرد تحديد البنية التحتية الخاصة بك كتعليمات برمجية، قم بتخزينها في مستودع Git. سيعمل هذا المستودع كمصدر وحيد للحقيقة للحالة المرغوبة للبنية التحتية الخاصة بك. قم بتنظيم المستودع الخاص بك منطقيًا، باستخدام المجلدات والفروع لإدارة البيئات والتكوينات المختلفة. استخدم أدوات مثل GitHub أو GitLab أو Bitbucket لتخزين مستودعات Git الخاصة بك.

4. تكوين وحدة تحكم GitOps الخاصة بك

بعد ذلك، قم بتكوين وحدة تحكم GitOps التي اخترتها لمراقبة مستودع Git وتسوية أي اختلافات بين الحالة المرغوبة والحالة الفعلية للبنية التحتية الخاصة بك. يتضمن هذا عادةً تزويد وحدة التحكم بعنوان URL لمستودع Git وبيانات الاعتماد وخيارات التكوين. قم بتكوين وحدة التحكم لتطبيق التغييرات تلقائيًا على البنية التحتية الخاصة بك متى تم تحديث مستودع Git.

5. تنفيذ خطوط أنابيب CI/CD

للاستفادة الكاملة من GitOps، قم بدمجها مع خطوط أنابيب CI/CD الحالية لديك. يتيح لك ذلك إنشاء تطبيقاتك واختبارها ونشرها تلقائيًا متى تم إجراء تغييرات على التعليمات البرمجية. يجب أن يقوم خط أنابيب CI/CD الخاص بك بتحديث مستودع Git بإصدارات التطبيق والتكوينات الجديدة، مما يؤدي إلى قيام وحدة تحكم GitOps بنشر التغييرات في البنية التحتية الخاصة بك.

على سبيل المثال، قد يبدو خط أنابيب CI/CD كما يلي:

1. يتم إيداع تغييرات التعليمات البرمجية في Git.
2. يقوم نظام CI (مثل Jenkins أو GitLab CI أو CircleCI) بإنشاء التطبيق واختباره.
3. يقوم نظام CI بإنشاء صورة Docker جديدة ودفعها إلى سجل حاوية.
4. يقوم نظام CI بتحديث بيان نشر Kubernetes في مستودع Git باستخدام علامة الصورة الجديدة.
5. تكتشف وحدة تحكم GitOps التغييرات في مستودع Git وتقوم تلقائيًا بنشر إصدار التطبيق الجديد في Kubernetes.

6. مراقبة ومراقبة البنية التحتية الخاصة بك

بمجرد تنفيذ GitOps، من الضروري مراقبة ومراقبة البنية التحتية الخاصة بك للتأكد من أنها تعمل كما هو متوقع. يتضمن ذلك مراقبة صحة وأداء تطبيقاتك وموارد البنية التحتية، بالإضافة إلى تتبع التغييرات التي أجرتها وحدة تحكم GitOps. استخدم أدوات المراقبة مثل Prometheus و Grafana و ELK Stack للحصول على رؤية للبنية التحتية الخاصة بك.

GitOps للفرق العالمية: الاعتبارات وأفضل الممارسات

عند تنفيذ GitOps للفرق العالمية، يجب مراعاة العديد من الاعتبارات وأفضل الممارسات:

• مهام سير العمل الموحدة: تأكد من أن جميع الفرق تتبع مهام سير عمل Git الموحدة لإجراء تغييرات على البنية التحتية. يعزز هذا الاتساق ويقلل من خطر الأخطاء. استخدم استراتيجيات التفرع مثل Gitflow أو GitHub Flow.
• ملكية واضحة: حدد ملكية واضحة لأجزاء مختلفة من البنية التحتية. يساعد هذا على تجنب النزاعات ويضمن أن شخصًا ما مسؤول عن صيانة كل جزء من النظام. استخدم ميزات ملكية التعليمات البرمجية في موفر Git الخاص بك لفرض الملكية.
• الاختبار الآلي: قم بتنفيذ الاختبار الآلي لاكتشاف الأخطاء قبل نشرها في الإنتاج. يتضمن ذلك اختبارات الوحدة واختبارات التكامل واختبارات شاملة.
• التحكم في الوصول المستند إلى الأدوار (RBAC): استخدم RBAC للتحكم في الوصول إلى موارد البنية التحتية. يضمن ذلك أن المستخدمين المصرح لهم فقط هم من يمكنهم إجراء تغييرات على النظام. بالنسبة إلى Kubernetes، استخدم Kubernetes RBAC للتحكم في الوصول إلى الموارد.
• إدارة الأسرار: قم بإدارة المعلومات الحساسة بشكل آمن، مثل كلمات المرور ومفاتيح API. تجنب تخزين الأسرار مباشرة في Git. استخدم أدوات إدارة الأسرار مثل HashiCorp Vault أو Kubernetes Secrets.
• النشر متعدد المناطق: صمم البنية التحتية الخاصة بك ليتم نشرها عبر مناطق متعددة لتحقيق التوفر العالي والتعافي من الكوارث. استخدم GitOps لإدارة عمليات النشر في مناطق مختلفة باستمرار.
• التعاون والتواصل: تعزيز التعاون والتواصل بين أعضاء الفريق. استخدم أدوات الاتصال مثل Slack أو Microsoft Teams لتسهيل الاتصال. قم بإنشاء اجتماعات منتظمة لمناقشة تغييرات البنية التحتية والمشاكل. قم بتوثيق البنية التحتية الخاصة بك بدقة واجعلها متاحة لجميع أعضاء الفريق.
• الوعي بالمنطقة الزمنية: كن على دراية بالاختلافات في المنطقة الزمنية عند تنسيق عمليات النشر واستكشاف المشكلات وإصلاحها. استخدم الأدوات التي تدعم تحويلات المنطقة الزمنية.
• الحساسية الثقافية: كن حساسًا للاختلافات الثقافية عند العمل مع الفرق العالمية. استخدم لغة واضحة وموجزة يسهل فهمها. تجنب استخدام اللغة العامية أو المصطلحات.
• الوثائق بلغات متعددة: ضع في اعتبارك تقديم الوثائق بلغات متعددة لتلبية الخلفيات اللغوية المتنوعة لفريقك العالمي. يمكن لأدوات الترجمة الآلية المساعدة في ذلك.

حالات استخدام GitOps

يمكن تطبيق GitOps على مجموعة واسعة من حالات الاستخدام، بما في ذلك:

• إدارة Kubernetes: إدارة مجموعات وتطبيقات Kubernetes. هذا هو حالة استخدام شائعة جدًا لـ GitOps.
• توفير البنية التحتية السحابية: توفير موارد سحابية، مثل الآلات الافتراضية والشبكات وقواعد البيانات.
• نشر التطبيقات: نشر وإدارة التطبيقات عبر بيئات مختلفة.
• إدارة التكوين: إدارة ملفات التكوين للتطبيقات والبنية التحتية.
• تغييرات مخطط قاعدة البيانات: أتمتة ترحيل وتحديثات مخطط قاعدة البيانات.
• فرض سياسة الأمان: فرض سياسات الأمان عبر البنية التحتية.

مثال: نشر الخدمات الصغيرة العالمية باستخدام GitOps

ضع في اعتبارك شركة تجارة إلكترونية عالمية تنشر تطبيقاتها كخدمات صغيرة على Kubernetes. لدى الشركة فرق موجودة في مناطق مختلفة حول العالم، كل منها مسؤول عن خدمات صغيرة مختلفة. باستخدام GitOps، يمكن للشركة إدارة نشر هذه الخدمات الصغيرة عبر مجموعات Kubernetes متعددة في مناطق مختلفة. يحدد كل فريق الحالة المرغوبة لخدمته الصغيرة في مستودع Git. ثم تقوم وحدة تحكم GitOps تلقائيًا بنشر الخدمة الصغيرة في مجموعة Kubernetes المناسبة، مما يضمن تطابق الحالة الفعلية مع الحالة المرغوبة. يتيح ذلك للشركة نشر تحديثات لخدماتها الصغيرة بسرعة وموثوقية، بغض النظر عن موقع الفرق أو مجموعات Kubernetes.

تحديات GitOps

في حين أن GitOps تقدم العديد من الفوائد، إلا أنها تمثل أيضًا بعض التحديات:

• التعقيد: يمكن أن يكون تنفيذ GitOps معقدًا، خاصة بالنسبة للمؤسسات الجديدة في البنية التحتية كتعليمات برمجية والأتمتة.
• منحنى التعلم: قد تحتاج الفرق إلى تعلم أدوات وتقنيات جديدة، مثل وحدات تحكم GitOps ولغات التكوين التعريفية وخطوط أنابيب CI/CD.
• اعتبارات الأمان: من الضروري تأمين مستودع Git ووحدة تحكم GitOps لمنع الوصول والتعديلات غير المصرح بها.
• إدارة الحالة: يمكن أن تكون إدارة التطبيقات ذات الحالة، مثل قواعد البيانات، أمرًا صعبًا باستخدام GitOps.
• حل النزاعات: يمكن أن تنشأ النزاعات عندما تجري فرق متعددة تغييرات على نفس موارد البنية التحتية.

ومع ذلك، يمكن التخفيف من هذه التحديات من خلال التخطيط الدقيق لتنفيذ GitOps الخاص بك، وتوفير التدريب المناسب لفرقك، واستخدام الأدوات والتقنيات المناسبة.

مستقبل GitOps

تكتسب GitOps اعتمادًا سريعًا باعتبارها النهج المفضل لإدارة البنية التحتية والتطبيقات في العصر السحابي الأصلي. مع استمرار المؤسسات في تبني التقنيات السحابية الأصلية، سيستمر الطلب على حلول GitOps في النمو. من المحتمل أن يشمل مستقبل GitOps ما يلي:

• زيادة الأتمتة: المزيد من أتمتة المهام مثل توفير البنية التحتية ونشر التطبيقات وإنفاذ سياسة الأمان.
• تحسين إمكانية المراقبة: أدوات وتقنيات أفضل لمراقبة ومراقبة البنية التحتية التي تديرها GitOps.
• التكامل مع الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي: دمج قدرات الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي للكشف عن الحالات الشاذة ومعالجتها تلقائيًا.
• دعم البيئات متعددة السحابات: حلول GitOps التي يمكنها إدارة البنية التحتية عبر موفري سحابة متعددين.
• دعم الحوسبة الطرفية: توسيع مبادئ GitOps لإدارة البنية التحتية على الحافة.

الخلاصة

GitOps هو نهج قوي لإدارة البنية التحتية يوفر العديد من الفوائد للمؤسسات بجميع أحجامها. من خلال تحديد البنية التحتية كتعليمات برمجية، وتخزينها في Git، وأتمتة التسوية، تتيح GitOps دورات نشر أسرع، وتحسين الموثوقية، وتعزيز الأمان، وتقليل التكاليف التشغيلية. في حين أن تنفيذ GitOps يمكن أن يكون صعبًا، إلا أن الفوائد تفوق التكاليف إلى حد كبير، خاصة بالنسبة للفرق العالمية التي تدير بنية تحتية معقدة عبر بيئات متعددة. من خلال اتباع أفضل الممارسات الموضحة في هذا الدليل، يمكنك تنفيذ GitOps بنجاح وتغيير الطريقة التي تدير بها البنية التحتية الخاصة بك.