GitOps: Deklaratīvā infrastruktūra kā kods globālai izvietošanai

Mūsdienu strauji mainīgajā tehnoloģiju vidē infrastruktūras efektīva un uzticama pārvaldība ir ārkārtīgi svarīga. Organizācijām paplašinoties globāli, infrastruktūras pārvaldības sarežģītība eksponenciāli pieaug. GitOps parādās kā spēcīgs risinājums, nodrošinot deklaratīvu un automatizētu pieeju infrastruktūras pārvaldībai. Šis ceļvedis iedziļinās GitOps pamatprincipos, tā ieguvumos, praktiskajā ieviešanā un tā transformējošajā ietekmē uz mūsdienu programmatūras izvietošanu.

Kas ir GitOps?

GitOps ir deklaratīva pieeja infrastruktūras un lietojumprogrammu pārvaldībai, kas izmanto Git kā vienīgo patiesības avotu sistēmas vēlamajam stāvoklim. Būtībā jūs definējat savu infrastruktūru un lietojumprogrammas kā kodu, glabājat tās Git repozitorijā un izmantojat automatizāciju, lai nodrošinātu, ka jūsu infrastruktūras faktiskais stāvoklis atbilst Git definētajam vēlamajam stāvoklim. Šis "vēlamais stāvoklis" ir deklaratīvs, kas nozīmē, ka tas norāda, kā sistēmai jāizskatās, nevis kā to sasniegt.

Iedomājieties to šādi: tā vietā, lai manuāli konfigurētu serverus vai izmantotu imperatīvus skriptus infrastruktūras pārvaldībai, jūs definējat vēlamo konfigurāciju Git. GitOps kontrolieris pēc tam nepārtraukti uzrauga jūsu infrastruktūras faktisko stāvokli un automātiski novērš visas neatbilstības, atjaunojot to atbilstību Git definētajam vēlamajam stāvoklim.

GitOps galvenie principi

GitOps balstās uz četriem pamatprincipiem:

• Deklaratīva konfigurācija: Infrastruktūra un lietojumprogrammas tiek definētas, izmantojot deklaratīvas specifikācijas, parasti YAML vai JSON formātā. Tas nozīmē, ka jūs aprakstāt sistēmas vēlamo stāvokli, nevis soļus, kā to sasniegt. Piemēram, Kubernetes jūs definējat izvietojumus, pakalpojumus un citus resursus kā YAML manifestus.
• Versiju kontrole: Vēlamais stāvoklis tiek glabāts versiju kontroles sistēmā, parasti Git. Tas nodrošina pilnīgu izmaiņu audita izsekošanu, ļauj viegli atgriezt iepriekšējo versiju un veicina sadarbību. Katra izmaiņa jūsu infrastruktūrā tiek izsekota, pārskatīta un apstiprināta, izmantojot standarta Git darba plūsmas.
• Automatizēta saskaņošana: GitOps kontrolieris automātiski saskaņo sistēmas faktisko stāvokli ar Git definēto vēlamo stāvokli. Tas nodrošina, ka jūsu infrastruktūra saglabājas vēlamajā stāvoklī pat kļūmju vai negaidītu izmaiņu gadījumā. Kontrolieris nepārtraukti uzrauga neatbilstības un automātiski veic nepieciešamās izmaiņas.
• Nepārtraukta saskaņošana: Saskaņošanas process ir nepārtraukts un automatizēts. Tas nozīmē, ka GitOps kontrolieris pastāvīgi uzrauga sistēmas stāvokli un automātiski veic visas nepieciešamās izmaiņas, lai uzturētu vēlamo stāvokli. Šī nepārtrauktā atgriezeniskās saites cilpa nodrošina, ka jūsu infrastruktūra vienmēr ir aktuāla un konsekventa.

GitOps ieguvumi

GitOps ieviešana piedāvā daudzus ieguvumus visu lielumu organizācijām, īpaši tām, kas darbojas globālā kontekstā:

• Palielināta uzticamība un stabilitāte: Definējot infrastruktūru kā kodu un automatizējot saskaņošanu, GitOps samazina cilvēka kļūdu risku un nodrošina konsekvenci visās vidēs. Tas noved pie uzticamākas un stabilākas infrastruktūras. Piemēram, nepareizi konfigurētu serveri var automātiski koriģēt GitOps kontrolieris, novēršot dīkstāvi.
• Ātrāki izvietošanas cikli: Automatizācija racionalizē izvietošanas procesu, nodrošinot ātrākus izlaides ciklus un ātrāku nonākšanu tirgū. Infrastruktūras izmaiņas var automātiski izvietot, vienkārši atjauninot Git repozitoriju. Iedomājieties globālu e-komercijas uzņēmumu, kas ar vienu apstiprinājumu vienlaikus izvieto infrastruktūras atjauninājumus vairākos reģionos.
• Uzlabota drošība: GitOps uzlabo drošību, centralizējot kontroli un nodrošinot pilnīgu izmaiņu audita izsekošanu. Visas izmaiņas tiek izsekotas Git, padarot vieglāku drošības ievainojamību identificēšanu un novēršanu. Turklāt piekļuve infrastruktūrai tiek kontrolēta, izmantojot Git piekļuves kontroles mehānismus.
• Uzlabota sadarbība: GitOps veicina sadarbību, nodrošinot kopīgu izpratni par sistēmas vēlamo stāvokli. Komandas var sadarboties pie infrastruktūras izmaiņām, izmantojot standarta Git darba plūsmas, piemēram, vilkšanas pieprasījumus un koda pārskatus. Tas veicina labāku saziņu un koordināciju starp komandām, īpaši izplatītās globālās komandās.
• Vienkāršotas atgriešanas: Kļūmes gadījumā GitOps atvieglo atgriešanu pie iepriekšējās infrastruktūras versijas. Vienkārši atsauciet izmaiņas Git, un GitOps kontrolieris automātiski atjaunos infrastruktūru iepriekšējā stāvoklī. Tas vienkāršo katastrofu atgūšanu un samazina dīkstāvi.
• Palielināta redzamība un audita iespējas: Git nodrošina pilnīgu visu infrastruktūras izmaiņu audita izsekošanu, atvieglojot izmaiņu izsekošanu un auditu. Tas ir īpaši svarīgi atbilstības un regulatīvo prasību izpildei.
• Samazinātas ekspluatācijas izmaksas: Automatizācija samazina manuālas iejaukšanās nepieciešamību, atbrīvojot inženierus, lai viņi varētu koncentrēties uz stratēģiskākām iniciatīvām. Tas noved pie samazinātām ekspluatācijas izmaksām un paaugstinātas efektivitātes.
• Uzlabota katastrofu atgūšana: GitOps padara katastrofu atgūšanu vieglāku un ātrāku. Tā kā visa infrastruktūra ir definēta kā kods un glabāta Git, to var viegli atjaunot jaunā vidē katastrofas gadījumā.

GitOps ieviešana: Soli pa solim ceļvedis

GitOps ieviešana ietver vairākus galvenos soļus:

1. Izvēlieties GitOps rīku

Ir pieejami vairāki izcili GitOps rīki, katrs ar savām stiprajām un vājajām pusēm. Dažas populāras iespējas ietver:

• Flux CD: CNCF pabeigts projekts, kas nodrošina nepārtrauktas piegādes iespējas Kubernetes. Flux CD ir pazīstams ar savu vienkāršību un lietošanas ērtumu.
• Argo CD: Vēl viens CNCF pabeigts projekts, kas nodrošina nepārtrauktas piegādes iespējas Kubernetes. Argo CD ir pazīstams ar savām uzlabotajām funkcijām un mērogojamību.
• Jenkins X: Mākoņdatošanā bāzēta CI/CD platforma, kas veidota uz Kubernetes. Jenkins X nodrošina GitOps iespējas kā daļu no plašākās CI/CD funkcionalitātes.
• Weaveworks Flux: Komerciāla GitOps platforma, kas balstīta uz atvērtā koda Flux projektu. Weaveworks Flux nodrošina papildu funkcijas un atbalstu uzņēmumu lietotājiem.

Izvēloties GitOps rīku, ņemiet vērā tādus faktorus kā lietošanas ērtums, mērogojamība, drošība un integrācija ar jūsu esošo infrastruktūru.

2. Definējiet savu infrastruktūru kā kodu

Nākamais solis ir definēt jūsu infrastruktūru kā kodu, izmantojot deklaratīvas specifikācijas. Tas parasti ietver YAML vai JSON failu izveidi, kas apraksta jūsu infrastruktūras resursu, piemēram, serveru, tīklu, datubāzu un lietojumprogrammu, vēlamo stāvokli. Kubernetes gadījumā tas nozīmē manifestu izveidi izvietojumiem (Deployments), pakalpojumiem (Services), konfigurācijas kartēm (ConfigMaps) un citiem resursiem.

Piemēram, Kubernetes izvietojuma (Deployment) manifests varētu izskatīties šādi:

            \napiVersion: apps/v1\nkind: Deployment\nmetadata:\n  name: my-application\nspec:\n  replicas: 3\n  selector:\n    matchLabels:\n      app: my-application\ntemplate:\n    metadata:\n      labels:\n        app: my-application\nspec:\n      containers:\n      - name: my-application\n        image: my-application:latest\n        ports:\n        - containerPort: 8080\n
            

              
                Copy
              
            
          

3. Glabājiet kodu Git repozitorijā

Kad esat definējis savu infrastruktūru kā kodu, glabājiet to Git repozitorijā. Šis repozitorijs kalpos kā vienīgais patiesības avots jūsu infrastruktūras vēlamajam stāvoklim. Organizējiet savu repozitoriju loģiski, izmantojot mapes un zarus, lai pārvaldītu dažādas vides un konfigurācijas. Izmantojiet tādus rīkus kā GitHub, GitLab vai Bitbucket Git repozitoriju glabāšanai.

4. Konfigurējiet savu GitOps kontrolieri

Pēc tam konfigurējiet savu izvēlēto GitOps kontrolieri, lai tas uzraudzītu Git repozitoriju un saskaņotu visas neatbilstības starp vēlamo stāvokli un jūsu infrastruktūras faktisko stāvokli. Tas parasti ietver Git repozitorija URL, akreditācijas datu un konfigurācijas iespēju nodrošināšanu kontrolierim. Konfigurējiet kontrolieri tā, lai tas automātiski lietotu izmaiņas jūsu infrastruktūrā ikreiz, kad Git repozitorijs tiek atjaunināts.

5. Ieviest CI/CD caurules

Lai pilnībā izmantotu GitOps, integrējiet to ar savām esošajām CI/CD caurulēm (pipelines). Tas ļauj automātiski būvēt, testēt un izvietot jūsu lietojumprogrammas ikreiz, kad tiek veiktas izmaiņas kodā. Jūsu CI/CD caurulei jāatjaunina Git repozitorijs ar jaunajām lietojumprogrammu versijām un konfigurācijām, tādējādi aktivizējot GitOps kontrolieri izmaiņu izvietošanai jūsu infrastruktūrā.

Piemēram, CI/CD caurule varētu izskatīties šādi:

1. Koda izmaiņas tiek reģistrētas Git.
2. CI sistēma (piemēram, Jenkins, GitLab CI, CircleCI) būvē un testē lietojumprogrammu.
3. CI sistēma izveido jaunu Docker attēlu un nosūta to uz konteineru reģistru.
4. CI sistēma atjaunina Kubernetes izvietojuma manifestu Git repozitorijā ar jauno attēla tagu.
5. GitOps kontrolieris nosaka izmaiņas Git repozitorijā un automātiski izvieto jauno lietojumprogrammas versiju Kubernetes.

6. Uzraugiet un novērojiet savu infrastruktūru

Pēc GitOps ieviešanas ir ļoti svarīgi uzraudzīt un novērot savu infrastruktūru, lai nodrošinātu, ka tā darbojas, kā paredzēts. Tas ietver jūsu lietojumprogrammu un infrastruktūras resursu veselības un veiktspējas uzraudzību, kā arī GitOps kontroliera veiktās izmaiņas. Izmantojiet uzraudzības rīkus, piemēram, Prometheus, Grafana un ELK Stack, lai iegūtu pārskatu par savu infrastruktūru.

GitOps globālajām komandām: apsvērumi un labākā prakse

Ieviešot GitOps globālajām komandām, jāņem vērā vairāki apsvērumi un labākās prakses:

• Standartizētas darba plūsmas: Nodrošiniet, lai visas komandas ievērotu standartizētas Git darba plūsmas infrastruktūras izmaiņu veikšanai. Tas veicina konsekvenci un samazina kļūdu risku. Izmantojiet zarošanas stratēģijas, piemēram, Gitflow vai GitHub Flow.
• Skaidra atbildība: Definējiet skaidru atbildību par dažādām infrastruktūras daļām. Tas palīdz izvairīties no konfliktiem un nodrošina, ka kāds ir atbildīgs par katras sistēmas daļas uzturēšanu. Izmantojiet koda atbildības funkcijas savā Git pakalpojumu sniedzējā, lai nodrošinātu atbildību.
• Automatizēta testēšana: Ieviesiet automatizētu testēšanu, lai atklātu kļūdas pirms to izvietošanas produkcijā. Tas ietver vienību testus, integrācijas testus un gala-līdz-galam (end-to-end) testus.
• Uz lomām balstīta piekļuves kontrole (RBAC): Izmantojiet RBAC, lai kontrolētu piekļuvi infrastruktūras resursiem. Tas nodrošina, ka tikai pilnvaroti lietotāji var veikt izmaiņas sistēmā. Kubernetes gadījumā izmantojiet Kubernetes RBAC, lai kontrolētu piekļuvi resursiem.
• Slepenu datu pārvaldība: Droši pārvaldiet sensitīvu informāciju, piemēram, paroles un API atslēgas. Izvairieties no slepenu datu glabāšanas tieši Git. Izmantojiet slepenu datu pārvaldības rīkus, piemēram, HashiCorp Vault vai Kubernetes Secrets.
• Daudzreģionu izvietošana: Izstrādājiet savu infrastruktūru tā, lai to varētu izvietot vairākos reģionos, nodrošinot augstu pieejamību un katastrofu atgūšanu. Izmantojiet GitOps, lai konsekventi pārvaldītu izvietojumus dažādos reģionos.
• Sadarbība un komunikācija: Veiciniet sadarbību un komunikāciju starp komandas dalībniekiem. Izmantojiet komunikācijas rīkus, piemēram, Slack vai Microsoft Teams, lai atvieglotu saziņu. Iedibiniet regulāras sanāksmes, lai apspriestu infrastruktūras izmaiņas un problēmas. Rūpīgi dokumentējiet savu infrastruktūru un padariet to pieejamu visiem komandas dalībniekiem.
• Laika joslu apzināšanās: Ņemiet vērā laika joslu atšķirības, koordinējot izvietojumus un risinot problēmas. Izmantojiet rīkus, kas atbalsta laika joslu konversijas.
• Kultūras jutīgums: Esiet jutīgi pret kultūras atšķirībām, strādājot ar globālām komandām. Izmantojiet skaidru un kodolīgu valodu, kas ir viegli saprotama. Izvairieties no slenga vai žargona.
• Dokumentācija vairākās valodās: Apsveriet dokumentācijas nodrošināšanu vairākās valodās, lai apmierinātu jūsu globālās komandas daudzveidīgās valodu vajadzības. Automatizēti tulkošanas rīki var palīdzēt.

GitOps lietošanas gadījumi

GitOps var pielietot plašā lietošanas gadījumu spektrā, tostarp:

• Kubernetes pārvaldība: Kubernetes klasteru un lietojumprogrammu pārvaldība. Tas ir ļoti izplatīts GitOps lietošanas gadījums.
• Mākoņinfrastruktūras nodrošināšana: Mākoņresursu nodrošināšana, piemēram, virtuālo mašīnu, tīklu un datubāzu.
• Lietojumprogrammu izvietošana: Lietojumprogrammu izvietošana un pārvaldība dažādās vidēs.
• Konfigurācijas pārvaldība: Lietojumprogrammu un infrastruktūras konfigurācijas failu pārvaldība.
• Datubāzes shēmas izmaiņas: Datubāzes shēmas migrāciju un atjauninājumu automatizēšana.
• Drošības politikas piemērošana: Drošības politiku piemērošana visā infrastruktūrā.

Piemērs: Globāls mikropakalpojumu izvietojums ar GitOps

Apsveriet globālu e-komercijas uzņēmumu, kas izvieto savas lietojumprogrammas kā mikropakalpojumus Kubernetes vidē. Uzņēmumam ir komandas, kas atrodas dažādos pasaules reģionos, katra atbildīga par dažādiem mikropakalpojumiem. Izmantojot GitOps, uzņēmums var pārvaldīt šo mikropakalpojumu izvietošanu vairākos Kubernetes klasteros dažādos reģionos. Katra komanda definē sava mikropakalpojuma vēlamo stāvokli Git repozitorijā. GitOps kontrolieris pēc tam automātiski izvieto mikropakalpojumu atbilstošajā Kubernetes klasterī, nodrošinot, ka faktiskais stāvoklis atbilst vēlamajam stāvoklim. Tas ļauj uzņēmumam ātri un uzticami izvietot atjauninājumus saviem mikropakalpojumiem, neatkarīgi no komandu vai Kubernetes klasteru atrašanās vietas.

GitOps izaicinājumi

Lai gan GitOps piedāvā daudzus ieguvumus, tam ir arī daži izaicinājumi:

• Sarežģītība: GitOps ieviešana var būt sarežģīta, īpaši organizācijām, kurām nav pieredzes ar Infrastruktūru kā kodu un automatizāciju.
• Mācīšanās līkne: Komandām var būt nepieciešams apgūt jaunus rīkus un tehnoloģijas, piemēram, GitOps kontrolierus, deklaratīvas konfigurācijas valodas un CI/CD caurules.
• Drošības apsvērumi: Ir ļoti svarīgi nodrošināt Git repozitoriju un GitOps kontrolieri, lai novērstu nesankcionētu piekļuvi un modifikācijas.
• Stāvokļa pārvaldība: Stāvokli saglabājošu lietojumprogrammu, piemēram, datubāzu, pārvaldība var būt sarežģīta ar GitOps.
• Konfliktu risināšana: Konflikti var rasties, ja vairākas komandas veic izmaiņas tiem pašiem infrastruktūras resursiem.

Tomēr šos izaicinājumus var mazināt, rūpīgi plānojot GitOps ieviešanu, nodrošinot atbilstošu apmācību savām komandām un izmantojot piemērotus rīkus un tehnoloģijas.

GitOps nākotne

GitOps strauji gūst popularitāti kā vēlamā pieeja infrastruktūras un lietojumprogrammu pārvaldībai mākoņdatošanas (cloud-native) laikmetā. Organizācijām turpinot ieviest mākoņdatošanas tehnoloģijas, pieprasījums pēc GitOps risinājumiem turpinās pieaugt. GitOps nākotne, visticamāk, ietvers:

• Palielināta automatizācija: Lielāka uzdevumu automatizācija, piemēram, infrastruktūras nodrošināšana, lietojumprogrammu izvietošana un drošības politikas ieviešana.
• Uzlabota novērojamība: Labāki rīki un metodes GitOps pārvaldītās infrastruktūras uzraudzībai un novērošanai.
• Integrācija ar AI/ML: AI/ML iespēju integrācija automatizētai anomāliju noteikšanai un novēršanai.
• Atbalsts daudz-mākoņu vidēm: GitOps risinājumi, kas var pārvaldīt infrastruktūru vairākos mākoņu pakalpojumu sniedzējos.
• Malas skaitļošanas atbalsts: GitOps principu paplašināšana, lai pārvaldītu infrastruktūru malu skaitļošanā.

Secinājums

GitOps ir spēcīga pieeja infrastruktūras pārvaldībai, kas piedāvā daudzus ieguvumus visu lielumu organizācijām. Definējot infrastruktūru kā kodu, glabājot to Git un automatizējot saskaņošanu, GitOps nodrošina ātrākus izvietošanas ciklus, uzlabotu uzticamību, paaugstinātu drošību un samazinātas ekspluatācijas izmaksas. Lai gan GitOps ieviešana var būt sarežģīta, ieguvumi ievērojami pārsniedz izmaksas, īpaši globālām komandām, kas pārvalda sarežģītu infrastruktūru vairākās vidēs. Ievērojot šajā ceļvedī izklāstīto labāko praksi, jūs varat veiksmīgi ieviest GitOps un pārveidot veidu, kā pārvaldāt savu infrastruktūru.