GitOps: Deklaratyvi infrastruktūra kaip kodas pasauliniam diegimui

Šiuolaikiniame sparčiai besivystančiame technologijų pasaulyje efektyvus ir patikimas infrastruktūros valdymas yra svarbiausias dalykas. Organizacijoms plečiantis visame pasaulyje, infrastruktūros valdymo sudėtingumas auga eksponentiškai. GitOps atsiranda kaip galingas sprendimas, teikiantis deklaratyvų ir automatizuotą požiūrį į infrastruktūros valdymą. Šiame vadove gilinamasi į pagrindinius GitOps principus, jo privalumus, praktinį diegimą ir transformuojantį poveikį moderniam programinės įrangos diegimui.

Kas yra GitOps?

GitOps yra deklaratyvus požiūris į infrastruktūros ir programų valdymą, kuris naudoja Git kaip vienintelį tiesos šaltinį apie norimą sistemos būseną. Iš esmės, jūs apibrėžiate savo infrastruktūrą ir programas kaip kodą, saugote juos Git saugykloje ir naudojate automatizavimą, kad užtikrintumėte, jog faktinė jūsų infrastruktūros būsena atitiktų Git apibrėžtą norimą būseną. Ši „norima būsena“ yra deklaratyvi, o tai reiškia, kad ji nurodo, *kaip* sistema turėtų atrodyti, o ne *kaip* to pasiekti.

Pagalvokite apie tai taip: užuot rankiniu būdu konfigūravę serverius ar naudoję imperatyvius scenarijus infrastruktūrai valdyti, jūs apibrėžiate norimą konfigūraciją Git. Tada GitOps valdiklis nuolat stebi faktinę jūsų infrastruktūros būseną ir automatiškai suderina bet kokius neatitikimus, grąžindamas ją į atitiktį su Git apibrėžta norima būsena.

Pagrindiniai GitOps principai

GitOps remiasi keturiais pagrindiniais principais:

• Deklaratyvi konfigūracija: Infrastruktūra ir programos apibrėžiamos naudojant deklaratyvias specifikacijas, paprastai YAML arba JSON formatu. Tai reiškia, kad jūs aprašote norimą sistemos būseną, o ne žingsnius, kaip ją pasiekti. Pavyzdžiui, Kubernetes aplinkoje, jūs apibrėžiate diegimus, paslaugas ir kitus resursus kaip YAML manifestus.
• Valdoma versijų kontrolės sistema: Norima būsena saugoma versijų kontrolės sistemoje, paprastai Git. Tai suteikia išsamų pakeitimų auditą, leidžia lengvai atstatyti ankstesnes versijas ir skatina bendradarbiavimą. Kiekvienas jūsų infrastruktūros pakeitimas yra sekamas, peržiūrimas ir patvirtinamas per standartines Git darbo eigas.
• Automatizuotas suderinimas: GitOps valdiklis automatiškai suderina faktinę sistemos būseną su Git apibrėžta norima būsena. Tai užtikrina, kad jūsų infrastruktūra išliktų norimoje būsenoje net ir esant gedimams ar netikėtiems pokyčiams. Valdiklis nuolat stebi neatitikimus ir automatiškai taiko reikiamus pakeitimus.
• Nuolatinis suderinimas: Suderinimo procesas yra nuolatinis ir automatizuotas. Tai reiškia, kad GitOps valdiklis nuolat stebi sistemos būseną ir automatiškai taiko visus būtinus pakeitimus, kad išlaikytų norimą būseną. Ši nuolatinė grįžtamojo ryšio kilpa užtikrina, kad jūsų infrastruktūra visada būtų atnaujinta ir nuosekli.

GitOps privalumai

GitOps pritaikymas suteikia daugybę privalumų įvairaus dydžio organizacijoms, ypač toms, kurios veikia pasauliniame kontekste:

• Didesnis patikimumas ir stabilumas: Apibrėžiant infrastruktūrą kaip kodą ir automatizuojant suderinimą, GitOps sumažina žmogiškųjų klaidų riziką ir užtikrina nuoseklumą visose aplinkose. Tai lemia patikimesnę ir stabilesnę infrastruktūrą. Pavyzdžiui, neteisingai sukonfigūruotas serveris gali būti automatiškai ištaisytas GitOps valdiklio, taip išvengiant prastovų.
• Greitesni diegimo ciklai: Automatizavimas supaprastina diegimo procesą, leidžiant greičiau išleisti naujas versijas ir sutrumpinti laiką iki patekimo į rinką. Infrastruktūros pakeitimai gali būti diegiami automatiškai, tiesiog atnaujinus Git saugyklą. Įsivaizduokite pasaulinę e. prekybos įmonę, kuri vienu „commit“ veiksmu vienu metu diegia atnaujinimus savo infrastruktūrai keliuose regionuose.
• Pagerintas saugumas: GitOps pagerina saugumą centralizuodamas valdymą ir pateikdamas išsamų pakeitimų auditą. Visi pakeitimai yra sekami Git, todėl lengviau identifikuoti ir ištaisyti saugumo pažeidžiamumus. Be to, prieiga prie infrastruktūros yra kontroliuojama per Git prieigos kontrolės mechanizmus.
• Geresnis bendradarbiavimas: GitOps skatina bendradarbiavimą, suteikdamas bendrą supratimą apie norimą sistemos būseną. Komandos gali bendradarbiauti ties infrastruktūros pakeitimais naudodamos standartines Git darbo eigas, tokias kaip „pull requests“ ir kodo peržiūros. Tai skatina geresnę komunikaciją ir koordinaciją tarp komandų, ypač paskirstytose pasaulinėse komandose.
• Supaprastinti atstatymai (rollbacks): Gedimo atveju, GitOps leidžia lengvai atstatyti ankstesnę infrastruktūros versiją. Tiesiog atšaukite pakeitimus Git, ir GitOps valdiklis automatiškai atkurs infrastruktūrą į ankstesnę būseną. Tai supaprastina atkūrimą po nelaimių ir sumažina prastovas.
• Didesnis matomumas ir audituojamumas: Git suteikia išsamų visų jūsų infrastruktūros pakeitimų auditą, todėl lengviau sekti ir audituoti pakeitimus. Tai ypač svarbu atitikties ir reguliavimo reikalavimams.
• Sumažintos veiklos sąnaudos: Automatizavimas sumažina rankinio įsikišimo poreikį, leisdamas inžinieriams sutelkti dėmesį į strategiškesnes iniciatyvas. Tai lemia mažesnes veiklos sąnaudas ir didesnį efektyvumą.
• Pagerintas atkūrimas po nelaimių: GitOps palengvina ir pagreitina atkūrimą po nelaimių. Kadangi visa infrastruktūra yra apibrėžta kaip kodas ir saugoma Git, ją galima lengvai atkurti naujoje aplinkoje nelaimės atveju.

GitOps diegimas: žingsnis po žingsnio vadovas

GitOps diegimas apima kelis pagrindinius žingsnius:

1. Pasirinkite GitOps įrankį

Yra keletas puikių GitOps įrankių, kiekvienas su savo privalumais ir trūkumais. Kai kurios populiarios parinktys:

• Flux CD: CNCF baigtas projektas, teikiantis nuolatinio pristatymo galimybes Kubernetes. Flux CD yra žinomas dėl savo paprastumo ir lengvo naudojimo.
• Argo CD: Kitas CNCF baigtas projektas, teikiantis nuolatinio pristatymo galimybes Kubernetes. Argo CD yra žinomas dėl savo pažangių funkcijų ir mastelio keitimo galimybių.
• Jenkins X: Debesijos CI/CD platforma, sukurta ant Kubernetes. Jenkins X teikia GitOps galimybes kaip platesnės CI/CD funkcijos dalį.
• Weaveworks Flux: Komercinė GitOps platforma, pagrįsta atvirojo kodo Flux projektu. Weaveworks Flux teikia papildomų funkcijų ir palaikymą įmonių vartotojams.

Renkantis GitOps įrankį, atsižvelkite į tokius veiksnius kaip naudojimo paprastumas, mastelio keitimas, saugumas ir integracija su jūsų esama infrastruktūra.

2. Apibrėžkite savo infrastruktūrą kaip kodą

Kitas žingsnis yra apibrėžti savo infrastruktūrą kaip kodą naudojant deklaratyvias specifikacijas. Tai paprastai apima YAML arba JSON failų kūrimą, kurie aprašo norimą jūsų infrastruktūros resursų, tokių kaip serveriai, tinklai, duomenų bazės ir programos, būseną. Kubernetes atveju tai reiškia manifestų kūrimą diegimams, paslaugoms, ConfigMaps ir kitiems resursams.

Pavyzdžiui, Kubernetes diegimo manifestas gali atrodyti taip:

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

3. Saugokite savo kodą Git saugykloje

Kai apibrėšite savo infrastruktūrą kaip kodą, saugokite ją Git saugykloje. Ši saugykla tarnaus kaip vienintelis tiesos šaltinis apie jūsų infrastruktūros norimą būseną. Organizuokite savo saugyklą logiškai, naudodami aplankus ir šakas skirtingoms aplinkoms ir konfigūracijoms valdyti. Naudokite tokius įrankius kaip GitHub, GitLab ar Bitbucket savo Git saugykloms laikyti.

4. Konfigūruokite savo GitOps valdiklį

Toliau sukonfigūruokite pasirinktą GitOps valdiklį, kad jis stebėtų Git saugyklą ir suderintų bet kokius neatitikimus tarp norimos ir faktinės jūsų infrastruktūros būsenos. Tai paprastai apima valdikliui Git saugyklos URL, prisijungimo duomenų ir konfigūracijos parinkčių pateikimą. Sukonfigūruokite valdiklį, kad jis automatiškai taikytų pakeitimus jūsų infrastruktūrai, kai tik atnaujinama Git saugykla.

5. Įdiekite CI/CD vamzdynus

Norėdami visapusiškai išnaudoti GitOps, integruokite jį su savo esamais CI/CD vamzdynais. Tai leidžia automatiškai kurti, testuoti ir diegti jūsų programas, kai tik atliekami kodo pakeitimai. Jūsų CI/CD vamzdynas turėtų atnaujinti Git saugyklą su naujomis programų versijomis ir konfigūracijomis, taip suaktyvindamas GitOps valdiklį diegti pakeitimus jūsų infrastruktūrai.

Pavyzdžiui, CI/CD vamzdynas gali atrodyti taip:

1. Kodo pakeitimai yra įkeliami į Git.
2. CI sistema (pvz., Jenkins, GitLab CI, CircleCI) sukuria ir išbando programą.
3. CI sistema sukuria naują Docker atvaizdą ir įkelia jį į konteinerių registrą.
4. CI sistema atnaujina Kubernetes diegimo manifestą Git saugykloje su nauja atvaizdo žyma.
5. GitOps valdiklis aptinka pakeitimus Git saugykloje ir automatiškai įdiegia naują programos versiją į Kubernetes.

6. Stebėkite ir stebėkite savo infrastruktūrą

Įdiegus GitOps, labai svarbu stebėti ir stebėti savo infrastruktūrą, kad įsitikintumėte, jog ji veikia kaip tikėtasi. Tai apima jūsų programų ir infrastruktūros resursų būklės ir našumo stebėjimą, taip pat GitOps valdiklio atliktų pakeitimų sekimą. Naudokite stebėjimo įrankius, tokius kaip Prometheus, Grafana ir ELK Stack, kad gautumėte įžvalgų apie savo infrastruktūrą.

GitOps pasaulinėms komandoms: aspektai ir gerosios praktikos

Diegiant GitOps pasaulinėms komandoms, reikia atsižvelgti į kelis aspektus ir geriausias praktikas:

• Standartizuotos darbo eigos: Užtikrinkite, kad visos komandos laikytųsi standartizuotų Git darbo eigų atlikdamos infrastruktūros pakeitimus. Tai skatina nuoseklumą ir mažina klaidų riziką. Naudokite šakojimo strategijas, tokias kaip Gitflow ar GitHub Flow.
• Aiški nuosavybė: Apibrėžkite aiškią skirtingų infrastruktūros dalių nuosavybę. Tai padeda išvengti konfliktų ir užtikrina, kad kažkas yra atsakingas už kiekvienos sistemos dalies palaikymą. Naudokite kodo nuosavybės funkcijas savo Git teikėjyje, kad įtvirtintumėte nuosavybę.
• Automatizuotas testavimas: Įdiekite automatizuotą testavimą, kad aptiktumėte klaidas prieš jas įdiegiant į gamybinę aplinką. Tai apima vienetinius testus, integracijos testus ir „end-to-end“ testus.
• Vaidmenimis pagrįsta prieigos kontrolė (RBAC): Naudokite RBAC, kad kontroliuotumėte prieigą prie infrastruktūros resursų. Tai užtikrina, kad tik įgalioti vartotojai gali atlikti pakeitimus sistemoje. Kubernetes atveju naudokite Kubernetes RBAC, kad kontroliuotumėte prieigą prie resursų.
• Paslapčių valdymas: Saugiai valdykite slaptą informaciją, tokią kaip slaptažodžiai ir API raktai. Venkite saugoti paslaptis tiesiogiai Git. Naudokite paslapčių valdymo įrankius, tokius kaip HashiCorp Vault ar Kubernetes Secrets.
• Daugioregioninis diegimas: Suprojektuokite savo infrastruktūrą taip, kad ji būtų diegiama keliuose regionuose, siekiant didelio prieinamumo ir atkūrimo po nelaimių. Naudokite GitOps, kad nuosekliai valdytumėte diegimus skirtinguose regionuose.
• Bendradarbiavimas ir komunikacija: Skatinkite bendradarbiavimą ir komunikaciją tarp komandos narių. Naudokite komunikacijos įrankius, tokius kaip Slack ar Microsoft Teams, kad palengvintumėte bendravimą. Nustatykite reguliarius susitikimus aptarti infrastruktūros pakeitimus ir problemas. Kruopščiai dokumentuokite savo infrastruktūrą ir padarykite ją prieinamą visiems komandos nariams.
• Laiko juostų supratimas: Būkite atidūs laiko juostų skirtumams koordinuodami diegimus ir spręsdami problemas. Naudokite įrankius, kurie palaiko laiko juostų konvertavimą.
• Kultūrinis jautrumas: Būkite jautrūs kultūriniams skirtumams dirbdami su pasaulinėmis komandomis. Naudokite aiškią ir glaustą kalbą, kurią lengva suprasti. Venkite slengo ar žargono.
• Dokumentacija keliomis kalbomis: Apsvarstykite galimybę pateikti dokumentaciją keliomis kalbomis, kad atitiktumėte įvairius jūsų pasaulinės komandos lingvistinius fonus. Su tuo gali padėti automatinio vertimo įrankiai.

GitOps panaudojimo atvejai

GitOps gali būti taikomas įvairiems panaudojimo atvejams, įskaitant:

• Kubernetes valdymas: Kubernetes klasterių ir programų valdymas. Tai yra labai dažnas GitOps panaudojimo atvejis.
• Debesijos infrastruktūros aprūpinimas: Debesijos resursų, tokių kaip virtualios mašinos, tinklai ir duomenų bazės, aprūpinimas.
• Programų diegimas: Programų diegimas ir valdymas skirtingose aplinkose.
• Konfigūracijos valdymas: Konfigūracijos failų valdymas programoms ir infrastruktūrai.
• Duomenų bazių schemų keitimai: Duomenų bazių schemų migracijų ir atnaujinimų automatizavimas.
• Saugumo politikos vykdymas: Saugumo politikų vykdymas visoje infrastruktūroje.

Pavyzdys: Pasaulinis mikroservisų diegimas su GitOps

Apsvarstykite pasaulinę e. prekybos įmonę, kuri diegia savo programas kaip mikroservisus Kubernetes platformoje. Įmonė turi komandas, esančias skirtinguose pasaulio regionuose, ir kiekviena iš jų yra atsakinga už skirtingus mikroservisus. Naudodama GitOps, įmonė gali valdyti šių mikroservisų diegimą keliuose Kubernetes klasteriuose skirtinguose regionuose. Kiekviena komanda apibrėžia norimą savo mikroserviso būseną Git saugykloje. Tada GitOps valdiklis automatiškai įdiegia mikroservisą į atitinkamą Kubernetes klasterį, užtikrindamas, kad faktinė būsena atitiktų norimą būseną. Tai leidžia įmonei greitai ir patikimai diegti savo mikroservisų atnaujinimus, nepriklausomai nuo komandų ar Kubernetes klasterių buvimo vietos.

GitOps iššūkiai

Nors GitOps siūlo daug privalumų, jis taip pat kelia tam tikrų iššūkių:

• Sudėtingumas: GitOps diegimas gali būti sudėtingas, ypač organizacijoms, kurios yra naujos „Infrastructure as Code“ ir automatizavimo srityse.
• Mokymosi kreivė: Komandoms gali tekti išmokti naujų įrankių ir technologijų, tokių kaip GitOps valdikliai, deklaratyvios konfigūracijos kalbos ir CI/CD vamzdynai.
• Saugumo aspektai: Labai svarbu apsaugoti Git saugyklą ir GitOps valdiklį, kad būtų išvengta neteisėtos prieigos ir pakeitimų.
• Būsenos valdymas: Valdyti būseną turinčias programas, tokias kaip duomenų bazės, su GitOps gali būti sudėtinga.
• Konfliktų sprendimas: Konfliktai gali kilti, kai kelios komandos atlieka pakeitimus tuose pačiuose infrastruktūros resursuose.

Tačiau šiuos iššūkius galima sušvelninti kruopščiai planuojant GitOps diegimą, suteikiant pakankamai mokymų savo komandoms ir naudojant tinkamus įrankius bei technologijas.

GitOps ateitis

GitOps sparčiai populiarėja kaip pageidaujamas požiūris į infrastruktūros ir programų valdymą debesijos sprendimų eroje. Organizacijoms toliau diegiant debesijos technologijas, GitOps sprendimų paklausa ir toliau augs. Tikėtina, kad GitOps ateitis apims:

• Didesnis automatizavimas: Daugiau automatizuotų užduočių, tokių kaip infrastruktūros aprūpinimas, programų diegimas ir saugumo politikos vykdymas.
• Pagerintas stebimumas: Geresni įrankiai ir metodai GitOps valdomai infrastruktūrai stebėti.
• Integracija su AI/ML: Dirbtinio intelekto/mašininio mokymosi galimybių integravimas automatiniam anomalijų aptikimui ir šalinimui.
• Palaikymas kelių debesijos aplinkoms: GitOps sprendimai, galintys valdyti infrastruktūrą keliuose debesijos paslaugų teikėjuose.
• Periferinės kompiuterijos palaikymas: GitOps principų išplėtimas infrastruktūrai valdyti periferijoje (edge).

Išvada

GitOps yra galingas požiūris į infrastruktūros valdymą, kuris siūlo daugybę privalumų įvairaus dydžio organizacijoms. Apibrėžiant infrastruktūrą kaip kodą, saugant ją Git ir automatizuojant suderinimą, GitOps leidžia pasiekti greitesnius diegimo ciklus, didesnį patikimumą, pagerintą saugumą ir sumažintas veiklos sąnaudas. Nors GitOps diegimas gali būti sudėtingas, privalumai gerokai viršija išlaidas, ypač pasaulinėms komandoms, valdančioms sudėtingą infrastruktūrą keliose aplinkose. Laikydamiesi šiame vadove aprašytų geriausių praktikų, galite sėkmingai įdiegti GitOps ir pakeisti savo infrastruktūros valdymo būdą.