也許你之前聽說過GitOps，但是對其并不了解，在本文中，我將對其進行簡單介紹，它其實是一個應用程式開發和管理中的一個術語，其核心思想是將應用系統的宣告性基礎架構和應用程式存放在Git的版本控制庫中，我們將介紹GitOps是什么，它將如何影響組織以及如何與Kubernetes保持同步，
什么是GitOps
GitOps是一種實作持續交付的模型，利用Git開發工具對云原生應用程式進行操作和管理，當將應用程式部署到Kubernetes時，Git應該是唯一的事實來源，當開發人員更改應用程式時，Git將自動把它們push到Kubernetes進行部署，而且，如果Kubernetes內的運行狀態發生變化但與Git內的狀態不一致，則它們會從Git內恢復到已知狀態，
GitOps與CI/CD：它們之間有什么聯系？
GitOps和CI/CD是十分重要的作業伙伴，CI/CD可以讓開發人員持續迭代、開發和部署應用程式，而迭代通常通過一個Git配置倉庫進行（盡管也會有其他配置倉庫），在部署/交付階段，構建的基于容器的應用程式被“push”到Kubernetes進行部署，GitOps會通過Kubernetes使用“pull”的方法來增強CI/CD模型，從而將運維層面帶入部署/交付中，
但是，如果有人更改了Kubernetes集群中運行的某些內容，會發生什么？我們將使用Git作為宣告性部署工具的主要事實來源，并利用其他工具在出現差異時向我們發出警報，此外，通過利用可以識別運行狀態和宣告狀態之間差異的工具，Kubernetes可以修復為已知/宣告的運行狀態，
注意：持續集成和持續開發是互補但獨立的程序，在理想狀態下，GitOps會將批處理規模拆分為單件流程，每次只處理一個單元，但是，由于CI和CD流程發生在不同的組中，因此組織之間的流程可能會有所不同，
GitOps和應用程式生命周期
讓我們從應用程式生命周期的視角來看一下GitOps的作用，在典型的生命周期中，應用程式會經歷多個狀態，包括：
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代碼
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構建
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創建鏡像
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測驗
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發布
而使用GitOps，這些狀態將會擴展為：
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部署
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在Git倉庫中監控更改
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日志更改和事件
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發生更改時發出警報，并于現有的監控/告警系統集成
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更新
在GitOps操作模型下，當應用程式發布時，Kubernetes需要確保其按預期運行，同時，Kubernetes通過確保其穩定性和可用性來管理應用程式的運維作業，如果一個開發人員通過Git更改了該應用程式，Kubernetes將會接受宣告并根據需要應用它，
GitOps帶來了什么？
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GitOps為應用程式提供一個操作模型，它可以確保Git提供一個框架來統一應用程式的運行、操作和持續開發，
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作為CI/CD流水線的一部分，GitOps為應用程式構建/交付與運行它的位置之間提供了粘合劑，
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在Kubernetes平臺中，Git為應用程式的開發和運維提供了唯一的事實來源，
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應用程式交付和平臺管理都是宣告式的，同時還能通過Git進行版本控制
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Git可以控制回滾、升級以及更改
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開發人員不需要知道如何操作運維平臺（如Kubernetes），無需了解復雜的部署交付流程，僅需使用熟悉的工具發布新功能即可，極大提升開發者體驗，
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Git控制并修證差異或“漂移”
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GitOps利用審核、監控以及回滾功能來增加應用程式發布的可靠性和穩定性
最后，盡管在GitOps模式下還有很多作業要做，但是GitOps、DevOps以及現有CI/CD模式之間存在十分明顯的協同作用，GitOps提供了一種用于將應用程式交付到Kubernetes平臺的模型，該模型確保了Git是唯一的事實來源并且充分利用Kubernetes平臺上的功能，但值得注意的是，GitOps不能替代工具，恰恰相反，GitOps通過宣告性的流程和工具來強化流程、提高其成熟度并幫助團隊交付應用程式，
GitOps實踐：FluxCD Demo
FluxCD（或Flux）是一個很棒的工具，它可以將Git和Kubernetes集成起來，Flux本質上是一個Kubernetes Operator，這意味著，你作為一個管理員可以將其安裝到Kubernetes 以管理Git和原生Kubernetes之間的集成，
在Kubernetes中，Operator是Kubernetes原生平臺的擴展，是一種自定義資源的模式，該自定義資源主要用于管理應用程式及其組件，這意味著，在Kubernetes內部Operator的幫助下，所需狀態（如運行狀態）將不斷檢查和調整以符合Git倉庫宣告的內容，Flux可以集成到你現有的CI/CD工具集中，以進行其他作業流程、權限批準和審核，在Kubernetes中，Flux會監控你通過配置宣告的Git倉庫是否發生更改，并且如果 Kubernetes Pod上在本地發生了不應發生的更改，Flux將會把Kubernetes更新到所需的運行狀態，請記住，Git是事實來源，Flux Operator會檢測到這一點，并將正在運行的配置更改回宣告的狀態，
以下demo，我將會展示如何安裝和實作Flux，
前期準備
你將需要：
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一個Docker Hub鏡像倉庫，你可以將Flaskapp docker鏡像上傳到此處
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一個Git Repo并連接它，然后你可以在整個演示程序中根據需要用你的設定替換“< >”中的任何內容
具體步驟
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安裝Kubernetes
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安裝并配置fluxctl，Flux部署的原生安裝程式
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配置Flux以連接到Git Repo
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在Git Repo中升級deployment manifest
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升級容器鏡像并同步
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配置漂移（drift）并同步
你可以使用以下配置進行測驗或演示，它包括Flask應用程式的Docker file以及Kubernetes deployment/組態檔，在演示中，你會需要它們，此外你還可以將它們上傳到你指定的Git倉庫中，
Docker File
FROM python:3
RUN pip install flask
RUN mkdir -p /corp/app
WORKDIR /corp/app
COPY main.py .
ENV FLASK_APP=/corp/app/main.py
ENV APP_NAME=MyApp.DevOps
ENV APP_VERSION=v1.0.0
CMD ["flask", "run", "--host=127.0.0.1"]
main.py Python 腳本檔案
import os
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():
appname = os.environ['APP_NAME']
appversion = os.environ['APP_VERSION']
response = "%s - %s.%s\n" %('Hello World', appname, appversion)
return response
Kubernetes Deployment檔案
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: my-demo
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: fluxdemo
namespace: my-demo
annotations:
flux.weave.works/tag.flask: glob:develop-v*
flux.weave.works/automated: 'true'
labels:
role: fluxdemo
env: demo
app: flux
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
role: fluxdemo
template:
metadata:
labels:
role: fluxdemo
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.16-perl
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 80
volumeMounts:
- name: nginx-proxy-config
mountPath: /etc/nginx/conf.d/default.conf
subPath: nginx.conf
- name: flask
image: docker.io/<your docker repo>/flaskapp:develop-v1.8.0
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 5000
env:
- name: APP_NAME
value: myfluxdemo.K8s.GitOps
- name: APP_VERSION
value: v1.0.5
volumes:
- name: nginx-proxy-config
configMap:
name: nginx-conf
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: nginx-conf
namespace: my-demo
data:
nginx.conf: |-
#CODE1.0:
#add the nginx.conf configuration - this will be referenced within the deployment.yaml
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://localhost:5000/;
proxy_set_header Host "localhost";
}
}
安裝Flux
- 安裝Fluxctl
https://docs.fluxcd.io/en/1.18.0/references/fluxctl.html
- 安裝Fluxcd
https://docs.fluxcd.io/en/1.18.0/tutorials/get-started.html
為Repo配置Flux
創建一個命名空間
kubectl create ns <namespace>
export FLUX_FORWARD_NAMESPACE= <namespace>
fluxctl list-workloads
安裝Fluxcd以建立與你的Git Repo的連接
export GHUSER=""
export REPO="gitops-demo"
export NS="flux"
fluxctl install \
--git-user=${GHUSER} \
--git-email=${GHUSER}@users.noreply.github.com \
[email protected]:
Image download failed.
{REPO} \
--namespace=${NS} | kubectl apply -f -
創建SSH密鑰以添加到Github倉庫
在你的terminal中輸入以下命令，以獲取下一步所需的密鑰：
fluxctl identity
打開Github，導航到安裝Fluxcd時添加的倉庫，轉到設定-部署密鑰，單擊【添加部署密鑰】，為其指定title，選中【允許write access】，粘貼公共密鑰，然后單擊【添加密鑰】，
在Git Repo中升級Deployment Manifest
打開你的Git Repo，里面應該有deployment.yaml檔案，向下滑動直到如下所示部分，然后更改APP_VERSION號碼
env:
- name: APP_NAME
value: myfluxdemo.K8s.GitOps
- name: APP_VERSION
value: v1.0.5
保存并Commit更改到你的Repo，
Flux將在5分鐘之內升級你的deployment
要從localhost進行測驗，請在Kubernetes中使用“Port-forward”命令：
kubectl get pods -n copy the pod name kubectl port-forward 8080:80 -n
打開其他terminal：
curl -s -i http://localhost:8080
升級容器鏡像并同步
現在讓我們對Docker鏡像進行修改并將其上傳到我們的Docker Hub鏡像倉庫中，為此，我們將修改flaskapp目錄中的main.py檔案，
升級main.py檔案，將Hello World更改為其他內容
response = "%s - %s.%s\n" %('Flux World', appname, appversion)
創建一個新的Docker檔案并上傳到Docker（以及另一個增量版本號），
等待5分鐘，Flux將會自動部署新鏡像
配置漂移并同步
現在，我們來測驗一下手動更改正在運行的配置會發生什么，
kubectl scale deployment/fluxdemo --replicas=4 -n
現在，我們花幾分鐘來看看pod并觀察發生了什么，我們將會在短時間內（5分鐘以內）看到其他的pod，此外我們還將看到許多pod終止，因此，Flux已使配置恢復到當前在Git中保留的已宣告的部署狀態，
kubectl get po -n --watch
重新運行相同的命令，并且你會看到目前僅有一個正在運行的pod，
別忘了清理和移除deployment和Git連接（如果你想移除它），否則，你需要開始添加更多的倉庫并繼續進行構建，
總 結
本文中我們簡單介紹了GitOps概念、它與CI/CD的關系以及它對應用程式的生命周期的改變，最后我們還demo了GitOps中的一個小工具Flux，它可以幫助把Kubernetes和Git集成起來，從而優化CI/CD流程，
本文僅僅是一個GitOps的引子，希望你可以通過它更好地入門GitOps，進而提升你的開發部署體驗，
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