GitOps - DevOps để tự động hóa cơ sở hạ tầng

cloudFun

gitops1-01.png
GitOps cung cấp một cách để tự động hóa và quản lý cơ sở hạ tầng. Nó thực hiện điều này bằng cách sử dụng cùng các phương pháp hay nhất của DevOps mà nhiều nhóm đã sử dụng, chẳng hạn như kiểm soát phiên bản, code review và CI / CD pipeline.  Các công ty đã và đang áp dụng DevOps vì tiềm năng to lớn của nó trong việc cải thiện năng suất và chất lượng phần mềm. Trong quá trình này, nhóm đã tìm ra các cách để tự động hóa vòng đời phát triển phần mềm. Nhưng khi nói đến thiết lập và deploy cơ sở hạ tầng, nó vẫn chủ yếu là một quy trình thủ công. Với GitOps, các nhóm có thể tự động hóa quy trình cung cấp cơ sở hạ tầng . Điều này là do khả năng viết IaC với việc sử dụng các file khai báo. Người dùng có thể lưu trữ chúng trong Git repo, chính xác cách lưu trữ code phát triển ứng dụng. 

GitOps hoạt động như thế nào? 

Khái niệm GitOps ban đầu được đưa ra bởi  Weave works , một công ty quản lý Kubernetes. Vì vậy, các cuộc thảo luận xung quanh GitOps chủ yếu là trong bối cảnh của Kubernetes.  Việc chuyển đổi sang microservices chạy trong các container đã mang lại nhu cầu về các nền tảng điều phối. Các ứng dụng container-based có thể phức tạp và khó khăn cho việc cung cấp và quản lý. GitOps giúp đơn giản hóa việc này bằng cách áp dụng các kỹ thuật đã được chứng minh trong thế giới DevOps. 
Ngày nay, ý tưởng này đã trở nên phổ biến đối với những người đam mê DevOps, đại diện cho một mô hình nâng cấp của khái niệm IaC . Nó xoay quanh 3 thành phần chính: 
1. Infrastructure as code
2. Pull request
3. CI / CD
Chúng ta hãy xem xét từng cái một.

Infrastructure as Code
IaC là một hoạt động cung cấp và quản lý cơ sở hạ tầng dưới dạng file khai báo, được lưu trữ dưới dạng code. Bằng cách tận dụng IaC và nhóm kiểm soát phiên bản có thể tối ưu hóa tất cả các quy trình hoạt động.   GitOps xoay quanh mô hình khai báo của IaC. Đây là lý do tại sao Kubernetes là một ví dụ tuyệt vời về việc deploy. Khai báo không chỉ là một tập hợp các lệnh mà còn lại một khai báo của expected state. Ví dụ: trong Kubernetes, người dùng có thể xác định số lượng nhóm mong muốn cho một dịch vụ trong file kê khai. Sau đó hệ thống sẽ tự xử lý. Không cần một kỹ sư viết một kịch bản bắt buộc để đạt được số nhóm mong muốn.  

Bất kỳ phần mềm cloud native nào phù hợp với mô hình khai báo đều có thể được coi là code. Người dùng sử dụng AWS CloudFormation như một công cụ khai báo để viết cơ sở hạ tầng AWS. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể coi chính cơ sở hạ tầng là code . Khai báo expected state dưới dạng code, hệ thống sẽ áp dụng các thay đổi để đạt được trạng thái đó với tự động hóa. 
Như đã nói, các mô hình khai báo không phải là điều bắt buộc để được hưởng lợi trong GitOps. Người dùng có thể làm tốt với các môi trường được xác định theo thứ bậc.

Pull request
Ý tưởng chính đằng sau khái niệm GitOps là hệ thống kiểm soát phiên bản là một nguồn chân lý duy nhất. Người dùng sử dụng Git làm hệ thống quản lý thay đổi cho code ứng dụng của mình. Người dùng cũng có thể sử dụng nó cho code cơ sở hạ tầng của mình. Vì vậy, toàn bộ tập hợp các file khai báo nằm ở một nơi duy nhất mà người dùng có thể cộng tác.  Điều này cho phép sử dụng khái niệm chính của Git - pull request cho các thay đổi hoạt động.  
Trong quy trình phát triển ứng dụng, người dùng sử dụng một branch chính làm branch phát hành. Các developer tạo các branch tính năng từ branch chính. Phát triển một tính năng hoặc câu chuyện cụ thể và khi hoàn tất, hãy tạo một pull request để merge nó trở lại branch chính. Cách tiếp cận tương tự này thuận tiện cho code cơ sở hạ tầng.
Việc tạo một pull request cho phép code trải qua quá trình xem xét code trước khi người dùng tích hợp nó vào một branch khác của cơ sở code. Code review ngăn không cho code xấu xâm nhập vào môi trường thử nghiệm hoặc sản xuất. Điều này thậm chí còn quan trọng hơn đối với code cơ sở hạ tầng. Việc có phê duyệt chính thức tại chỗ thông qua code review sẽ giúp ích rất nhiều cho việc kiểm tra và khắc phục sự cố.

Git Organization
Quá trình deploy trong GitOps yêu cầu ít nhất hai repo: repo ứng dụng và repo cấu hình môi trường . Cái đầu tiên chứa source code của ứng dụng cùng với bản kê khai deploy của nó. Cái thứ hai chứa expected state của toàn bộ hệ thống được mô tả bằng cách sử dụng đặc tả khai báo cho từng môi trường. Người dùng có thể mô tả môi trường của mình dưới dạng developer, thử nghiệm, sản xuất trong một repo code, chứa các ứng dụng và dịch vụ cơ sở hạ tầng có thể chạy với một phiên bản cụ thể của môi trường đó.   

Trong trường hợp cơ sở hạ tầng, branch chính có thể đại diện cho một môi trường. Người dùng có thể thực hiện các thay đổi trong branch tính năng. Sau đó, tạo một pull request để merge các thay đổi trong branch chính. Với điều này, người dùng cho phép cộng tác, đồng thời minh bạch về người thực hiện những thay đổi nào. Điều này cũng có lợi cho việc theo dõi vấn đề đến nguyên nhân gốc rễ vì tất cả các thay đổi đều là cam kết trong Git. GitOps hoạt động với bất kỳ hệ thống dựa trên Git nào, như GitHub, BitBucket hoặc GitLab. Nó không phụ thuộc vào bất kỳ công cụ hoặc công nghệ nào.

CI / CD
Để deploy GitOps đầy đủ, người dùng cần có CI / CD pipeline . Với các pipeline phân phối tự động, người dùng có thể cung cấp các thay đổi về cơ sở hạ tầng cho các môi trường được chỉ định, mỗi khi có sự thay đổi trong Git repo. Các pipeline ở đây để kết nối các pull request Git của người dùng với hệ thống điều phối. Khi người dùng kích hoạt pipeline với một pull request, hệ thống điều phối sẽ thực thi nhiệm vụ.  Có hai khả năng cho chiến lược deploy GitOps:  Push và Pull pipeline . Sự khác biệt giữa chúng là ở cách người dùng đảm bảo môi trường deploy giống với cơ sở hạ tầng mong muốn. 

Push Pipelines
Nhiều công cụ CI / CD phổ biến đang sử dụng chiến lược này. Người dùng lưu trữ code nguồn của ứng dụng và bản kê khai deploy của nó trong một repo. Pipeline được build sẽ kích hoạt khi có bản cập nhật mới trong code ứng dụng, từ đó sẽ build các container image và push các thay đổi ra môi trường. Chiến lược này mang lại sự linh hoạt hơn, vì nó có thể hỗ trợ bất kỳ loại cơ sở hạ tầng nào. Điểm bất lợi là nó cho phép công cụ CI / CD truy cập để ghi vào môi trường của người dùng.

Pull Pipelines
Cộng đồng coi cách tiếp cận pull pipeline là một phương pháp an toàn hơn cho GitOps. Với cách tiếp cận này, nhà điều hành được giới thiệu. Toán tử là một thành phần giữa pipeline và công cụ điều phối. Nó liên tục so sánh trạng thái đích trong repo môi trường với trạng thái thực tế trong cơ sở hạ tầng được deploy. Nhà điều hành thay đổi cơ sở hạ tầng để phù hợp với repo môi trường nếu phát hiện bất kỳ thay đổi nào. Ngoài ra, có thể theo dõi sổ đăng ký hình ảnh để xác định các phiên bản hình ảnh mới để deploy. Đây là điều làm cho GitOps trở nên đặc biệt.   

Trong GitOps, cập nhật môi trường chỉ xảy ra khi có những thay đổi trong repo môi trường. Hệ thống hoàn nguyên bất kỳ sửa đổi nào được thực hiện nếu cơ sở hạ tầng đã deploy thay đổi theo bất kỳ cách nào không được xác định trong repo môi trường. Đối với hầu hết các ứng dụng, có thể người dùng sẽ cần nhiều hơn một môi trường. GitOps cho phép người dùng tạo nhiều pipeline có thể thay đổi repo môi trường. Người dùng có thể sử dụng các branch riêng biệt trong repo môi trường để quản lý nhiều môi trường hơn. Người điều hành có thể phản ứng với sự thay đổi của một branch bằng cách deploy tới sản xuất và phản ứng với branch khác bằng cách deploy thử nghiệm.  

Lợi ích của GitOps là gì?
Sử dụng các phương pháp hay nhất dành cho DevOps

Vì GitOps là một mô hình tập trung vào các phương pháp hay nhất đã có từ trước của quy trình làm việc Git, pipeline IaC, CI / CD, máy chủ bất biến, theo dõi và khả năng quan sát, nên nó giúp cho trạng thái quản lý ứng dụng cloud native của Kubernetes nâng cao hơn. Do đó, stack hiện tại và kinh nghiệm của một công ty có thể khiến công việc hiệu quả hơn rất nhiều.

Deploy liên tục - Đơn giản hóa
Deploy liên tục có nghĩa là deploy nhanh hơn và thường xuyên hơn. Do các cân nhắc khác nhau như tính trạng thái của hệ thống, khả năng chống thời gian chết, phụ thuộc ngược / xuôi, và nhiều quy trình và phụ thuộc có liên quan đến tổ chức khác, việc deploy liên tục thích hợp là rất khó khăn.  GitOps cho phép người dùng làm điều này mà không cần phải quản lý một loạt các công cụ vì mọi thứ đều diễn ra trong hệ thống kiểm soát phiên bản. Nó cung cấp cấu trúc và tự động hóa, nhờ vào nhà điều hành deploy.  
Điều này cũng làm tăng năng suất và MTTD (Thời gian trung bình để deploy) nhanh hơn. Việc deploy liên tục tự động đảm bảo rằng nhóm có thể gửi các thay đổi nhiều hơn 30-100 lần mỗi ngày, tăng hiệu suất sản xuất trung bình lên 2-3 lần.

MTTR thấp hơn (Mean-time-to-repair)
MTTR là một trong những số liệu quan trọng mà nhóm DevOps nên đo lường. Ngay cả những vấn đề nhỏ cũng có thể rất khó sửa chữa trong kiến trúc microservice . Vì GitOps giữ tất cả các thay đổi trong hệ thống kiểm soát phiên bản và việc quản lý được tự động hóa, nên có thể giảm MTTR đáng kể. Người dùng có cái nhìn tổng quan đầy đủ về cách môi trường đã thay đổi và việc khôi phục lỗi trở nên khá dễ dàng.   

Quản lý Kubernetes được đơn giản hóa
Nếu không tìm hiểu kỹ về Kubernetes, các developer có thể sử dụng các công cụ quen thuộc như Git để xử lý các nâng cấp và tính năng của Kubernetes dễ dàng hơn. Các developer mới được nhúng sẽ dễ dàng bắt kịp tốc độ và hoạt động trong vài ngày chứ không phải vài tháng.

Cải thiện tiêu chuẩn hóa trong toàn công ty
Người dùng có quy trình làm việc từ đầu đến cuối minh bạch trong toàn bộ doanh nghiệp vì GitOps có một khuôn khổ để hiển thị các ứng dụng, phần mềm và các sửa đổi bổ sung Kubernetes. Git cũng tái tạo đầy đủ các hoạt động vận hành của người dùng.

Làm thế nào để chuẩn bị cho GitOps?
  • Thiết lập quy trình kiểm tra và code review ổn định. Xem xét cẩn thận các thay đổi code có thể chỉ ra một số hành động rõ ràng, chẳng hạn như thêm một biến toàn cục. Nó có thể ngăn không cho code xấu được phát hành. Sau đó, người dùng có thể gửi code đã được xác thực thông qua các pull request, không cho phép các developer trực tiếp cam kết thay đổi. Khi pull request được xem xét và merge, người dùng có thể kích hoạt pipeline. Đây là bước đầu tiên trong việc duy trì tiêu chuẩn code cao và sự ổn định sau này của hệ thống. 
  • Kiểm tra, thử nghiệm, thử nghiệm. Kết hợp GitOps có nghĩa là có khả năng tự động hóa mức cao, yêu cầu kiểm tra kỹ lưỡng các ứng dụng do pipeline phát hành. Mặc dù GitOps cho phép người dùng khôi phục tương đối dễ dàng, nhưng việc phát hành code tốt đã trải qua các trường hợp thử nghiệm tốt sẽ làm cho quy trình của người dùng đáng tin cậy hơn. 
  • Tập trung vào việc giám sát. GitOps cho phép các quy trình hoạt động lặp lại, cải tiến trạng thái hệ thống có thể theo dõi, deploy và khôi phục. Theo dõi cẩn thận có thể giúp người dùng xác định và ngăn chặn bất kỳ sự thay đổi cấu hình hệ thống và trôi dạt ngoài ý muốn nào. Vì vậy, trước khi bắt đầu với GitOps, hãy xem lại các kỹ năng giám sát của người dùng và củng cố chúng theo cách mà chúng có thể xử lý sự thay đổi này. 
  • Ôm lấy nền văn hóa. Các ràng buộc quy trình thông thường với thời gian phát hành pull dài chỉ có thể kìm hãm người dùng. Sống theo văn hóa DevOps có nghĩa là tận dụng các chiến lược tốt nhất sẽ giúp một nhóm hiểu được giá trị của cả hành động phát triển và vận hành. Đồng thời, họ phải cộng tác với nhau để tạo ra một cơ sở hạ tầng ổn định tổng thể, thực thi các ứng dụng nhanh chóng và trơn tru hơn, và quản lý hệ thống một cách hiệu quả. Việc thiếu văn hóa DevOps sẽ ngăn cản người dùng tận hưởng những lợi ích của GitOps. 
Tại sao nên GitOps?
GitOps là một mẫu quy trình công việc cực kỳ tốt có thể giúp người dùng xử lý cơ sở hạ tầng cloud một cách hiệu quả. GitOps có thể cung cấp cho nhóm kỹ sư nhiều lợi thế, bao gồm khả năng điều phối tốt hơn, tính minh bạch, tính ổn định và độ bền của hệ thống.

Nguồn:
 
Top