探索 GitOps：简化基础设施和应用程序生命周期管理
GitOps 是一种新兴的方法，旨在简化基础设施和应用程序开发的生命周期管理。 越来越多的公司开始采用 GitOps 来构建软件开发管道、进行配置管理、开发应用程序、配置 Kubernetes 集群和进行部署。
GitOps 通常被认为是 DevOps 的一个子集，它结合了工具（Git）和系统操作（Ops），旨在实现基础设施的自动化并提高交付速度。虽然它与 DevOps 有着相同的目标，但它采用不同的方法来实现这些目标。
GitOps 的方法涉及各种工具和实践。典型的工具包括 Git 存储库、Kubernetes、配置管理工具和 CI/CD 工具。 虽然 GitOps 主要用于 Kubernetes，但它同样适用于其他基础设施和部署平台。
本文将深入探讨 GitOps 的定义、它如何支持 DevOps 以及它带来的好处。 之后，我们将介绍市场上一些有潜力的 GitOps 工具。
什么是 GitOps？
GitOps 是一种操作框架，它将 DevOps 的实践应用于基础设施自动化和应用程序开发。 它利用 Git 作为工具，结合系统操作（Ops），在管理应用程序和基础设施时应用 DevOps 的原则。
GitOps 的核心原则允许 DevOps 团队实现软件开发和部署生命周期的自动化和简化，包括配置、部署、版本控制、监控和管理，从而确保可靠性、安全性和一致性。
在交付基础设施即代码时，GitOps 框架使用 Git 存储库作为单一的事实来源。 它跟踪存储库中代码的所有变更，使得更新系统、进行版本控制和回滚变得非常容易。
此外，GitOps 还能减少管理基础设施的变量、增强对变更的理解以及缩小攻击面。
GitOps 通过提高自动化水平和简化快速回滚变更的过程来支持 DevOps。这两种方法协同工作，共同改进整个软件开发和部署的生命周期。
实际上，DevOps 可以被视为开发人员和运营团队使用的管道流程，而 GitOps 则是一种开发人员使用的具体开发机制。
DevOps 侧重于运营方面，而 GitOps 则侧重于自动化和跟踪开发环境中的变更。
GitOps 的原则
GitOps 依赖 Git 存储库来存储代码以及运行代码的资源和环境的声明性规范。 这降低了偏差、不一致、人为错误和手动干预的风险。
以下是 GitOps 的一些主要原则：
- 声明式基础设施
- 版本控制
- 软件代理
- 自动变更审批
GitOps 原则的优势
GitOps 提供了标准化的工作流程，并提高了安全性、可靠性、可见性、一致性和版本控制能力。
- GitOps 使团队可以轻松跟踪和审核 Git 存储库中应用程序生命周期所做的所有变更。
- 通过改进开发人员的体验和生产力，可以更快、更可靠、更频繁地交付变更。
- 更好的协作和可见性。
- 代码更改的透明度，包括进行更改的开发人员、原因和影响。
- 通过使用自动化代理（如 Kubernetes 操作符）来强制执行所需的系统和服务状态，从而降低错误风险。
- 增强一致性、合规性和安全性。
GitOps 工作流程
来源：红帽网站
GitOps 工作流程概述了实施软件变更和部署的过程。典型的流程如下：
- 软件开发人员编写代码。
- 开发人员将代码提交到版本控制系统。
- 代码由持续集成服务器自动测试。
- 如果发现错误或缺陷，构建将失败，服务器将通知开发人员。
- 如果代码通过测试，服务器将批准并将其自动推送到容器镜像仓库。
- 代码被推送到仓库后，自动部署工具会检测到变更。该工具会从仓库中提取变更，然后更新配置仓库中的 YAML 文件。
- 最后，GitOps 代理将检测集群中的变更。 它会从配置仓库中提取变更，并相应地更新集群。
随着 GitOps 原则的不断发展，以下是一些非常有前景的工具。
通量
Flux 是一组灵活的、渐进式的交付工具，用于开放且可扩展的 Kubernetes 项目。它使团队能够使用 GitOps 来管理应用程序和基础设施的部署，并提供了一个简单的界面来设置 GitOps 工作流程。
主要特征：
- 提供将代码变更自动部署到 Kubernetes 的功能。
- 可以与流行的产品和工具（如 GitHub、GitLab、webhook、Helm、Kustomize）以及聊天系统（如 Slack 和 Kubernetes RBAC）配合使用。
- 支持多集群环境，并可以删除集群中未使用的资源。
- 允许通过 Git 历史记录审核事务，以便在发生故障时回滚到稳定版本并恢复状态。
- 与其他流行工具、容器行业和 Git 提供商（如 BitBucket、GitHub 和 GitLab）集成良好。 此外，它还与开放容器计划（OCI）和持续集成（CI）工作流提供商良好集成。
阅读更多：Kubernetes 入门：初学者简介
GitLab for GitOps
GitLab for GitOps 是一个强大的平台，支持传统、多云和云原生环境的基础设施自动化。
主要特征：
- 为应用程序开发环境提供版本控制、安全、稳定和可靠性。
- 可以在单一应用模式下使用该工具来支持所有源代码管理和 CI/CD 需求，包括计划、版本控制和部署代码等。
- 与 Terraform 集成以提供可靠的环境配置。
- 提供增强的代码审查以检测错误并提高质量。
- 允许在任何地方部署，包括容器、虚拟机、多云环境、AWS、Google Cloud 和 Microsoft Azure 等。
它还可以帮助组织改善开发、运营和基础设施团队之间的协作。
Codefresh
Codefresh 是一个易于使用的平台，具有许多基于 GitOps 构建的功能，可实现可靠的管理和可追溯性。 它允许定义可重用的自定义步骤，并将其用于多个管道。
主要特征：
- 通过高级并行化、增强的缓存和灵活的触发器来改进构建管道。
- 该平台使用先进的多层算法和并行测试来缩短构建和测试软件所需的时间，减少了开发人员获得反馈并及时采取行动的延迟。
- 它允许灵活、可扩展且更快地构建、测试和部署软件。
- 具有高度可扩展性，可以处理大型且复杂的项目。易于与 Kubernetes、GitHub 和 Docker 等流行工具集成。
- 提供一个易于使用的平台，可自动构建、测试和部署软件产品和功能。
该解决方案具有高度可扩展和灵活的功能，可以满足本地和云环境中当前和未来的需求。
Argo CD
Argo CD 是一个强大的声明式持续交付解决方案，当开发人员更改其 GitHub 存储库时，它可以自动同步和部署软件应用程序。
主要特征：
- 易于理解的用户界面，用于组织和管理复杂的数据。
- 能够管理 Kubernetes 的各种清单，包括自定义应用程序、YAML 文件、JSON 文件、Jsonnet 和 Helm 图表等。
- 作为 Kubernetes 扩展，提供应用程序状态的实时更新以及集群的可见性。
- 它使团队能够检查 Git 存储库，并了解集群中正在运行的内容。
- 它是一个轻量级且高度安全的工具，因为它从 Git 存储库中提取变更，从而缩小了攻击面。
它有助于管理 Kubernetes 环境中的部署生命周期，提供配置、版本控制和应用程序定义服务。
Weave GitOps
Weave GitOps 是一款持续运营工具，帮助团队简化 Kubernetes 集群和软件应用程序的部署和管理。
主要特征：
- 该工具支持任何环境和扩展需求，因此可以轻松使用 GitOps 来采用和扩展持续交付。
- 与单点登录 (SSO) 等现有安全控制集成，以增强安全性并支持基于角色的访问控制 (RBAC)。
- 它提供可见性，并允许团队实时查看问题和协调，从而更容易、更快捷地识别和解决问题。
- 使用 GitOps 管理 Terraform 功能，如自动化、协调、偏差检测等。
- 将 GitOps 与应用程序和基础设施资源集成，可以轻松添加更多功能。
它是 Flux 的扩展，提供了对软件应用程序部署管道的深入见解。
Carvel
Carvel 是一组开源的、单一用途的可组合工具，可帮助构建、配置应用程序并将其部署到 Kubernetes。
主要特征：
- 可以使用 GitOps 工具安装、升级和删除多个 Kubernetes 资源。
- 安全可靠地生成密码、证书、RSA 和 SSH 密钥。
- 安全地导出和导入机密。
- 在一个软件包中可靠地打包、分发或重新定位 Kubernetes 配置和相关的 OCI 映像。即使在迁移后，捆绑内容也能保持不变。
它配备了 Kapp 控制器，这是一个包管理器，使团队能够构建、部署、定制、更新和管理 Kubernetes 包和应用程序。
Weave Ignite
Weave Ignite 是一个快速、安全、高效的开源虚拟机管理器，具有容器的用户体验。该解决方案具有各种 GitsOps 管理功能。
主要特征：
- 通过将 Docker 或 OCI 映像与 Firecracker MicroVM 相结合来统一虚拟机 (VM) 和容器。
- 遵循 GitOps 实践，同时以声明式方式自动管理虚拟机。
- 采用 Firecracker KVM 实现方案，提供高安全性、高速度、隔离性和低资源消耗。
- 它从 OCI 映像运行虚拟机，可以非常快速地启动和停止虚拟机。
它允许使用 GitOps 高效管理多个虚拟机。
Sceptre
Sceptre 是一款功能强大且易于使用的工具，用于抽象 AWS Cloudformation 的创建。它提供了广泛的功能来协调和管理 Cloudfomation。
主要特征：
- 将堆栈的模板和配置分开，从而实现代码重用。
- 具有高度并行性，可实现快速构建。
- 使用 YAML 和 Jinja 模板语法创建简单模板。
- 允许使用堆栈查询、保护和其他元操作来了解基础设施。
- 支持堆栈组级别命令，允许执行批量操作，例如仅用一个命令创建多个堆栈。
- 可以作为 Python 模块或命令行 (CLI) 模块进行访问。
该工具可以自动执行大部分重复、耗时且容易出错的任务，从而使团队能够更加专注于构建软件的核心任务。
Jenkins X
Jenkins X 是一个全面且强大的开源云原生解决方案，可自动执行 Kubernetes 上应用程序的 CI/CD 和测试工作流。该解决方案使用 DevOps 最佳实践自动化和工具来提高速度和工作流。
主要特征：
- 完成配置复杂开发环境的大部分繁重工作。
- 自动执行 CI/CD，同时确定和部署正确的代码、插件和配置以提供最佳结果。
- 在管理生产、暂存和预览环境的同时，提供对持续交付的支持。
- 一个易于设置的工具，使团队能够轻松地将 CI/CD 集成到他们的 DevOps 实践中。 这使得团队能够快速自动化外部工具的安装和升级。
- 为团队提供单独的环境，从而防止冲突。
支持 Google Cloud、Microsoft Azure、AWS 和 Red Hat Openshift 等主要云平台。
OpenFaaS
OpenFaas 是一个强大的框架，可以简化 Kubernetes 环境中的功能和代码到生产的部署。
主要特征：
- 允许开发人员使用任何语言编写功能，并与现有的微服务集成。
- 根据工作负载或需求，高效轻松地扩展或缩减功能。 可以根据流量微调功能以自动缩放，这可以降至零，从而有助于节省成本。
- 提供多种适用于 Python、Ruby、Java C#、Go、PHP 和 Node.js 的模板，并允许自定义创建模板。
- 内置自动缩放和自我修复功能。它可以自动扩展以满足高需求，或者在系统空闲时缩小到零。
- 允许以任何语言将函数编写为可移植的 OCI（开放容器计划）映像，并将其部署到本地和云环境。
开源函数即服务（OpenFaaS）使开发人员能够轻松地将任何进程转换为无服务器函数，这些函数可以通过 Kubernetes 或 Docker Swarm 在 Windows 或 Linux 平台上运行。
Gaia
Gaia 是一个开源自动化平台，使组织能够轻松构建强大的水开发管道。
主要特征：
- 使团队能够开发可靠的开发管道。
- 使开发人员能够根据需要自动克隆、编译和执行代码，同时以用户友好的格式提供所有结果。
- Gaia 可以克隆 Git 存储库并构建相关的开发管道。 一旦 Git 存储库发生更改，平台就会自动重建管道以合并变更。
- Gaia 与 Docker、Kubernetes、Python、Java、GitHub 和 Git 等流行工具集成。
- 该开发人员友好的工具允许团队使用他们喜欢的编程语言构建自动化工作流或管道。 支持的语言包括 Python、Go、Node.js、C++、Java 和 Ruby。
该平台的核心基于 HashiCorp Go 及其基于 gRPC 的管道通信，具有轻量级、超快速和高效的特点。
Devtron
Devtron 是一个功能强大的交付平台，它将可靠的开源软件开发工具统一并增强为单一解决方案。
主要特征：
- 支持广泛的 CI/CD、DevSecOps、GitOps 和 Observability 等。
- 与整个软件开发生命周期中的流行产品和工具无缝集成，包括云平台、CI/CD 管道中的工具、测试自动化、监控、安全性和通知等。
- 它使用单一管理平台向团队展示代码在集群中的影响。
- 它是一个经济高效的平台，使用自动扩展和云资源调度来确保组织只需为他们使用的内容付费。它根据需求调整资源，防止组织为未使用的资源付费。
- 它还具有一个仪表板，可提供资源利用率的可见性。
它使用自动化来最大限度地减少手动流程和错误，使组织能够更快地构建、测试、部署和交付软件产品。
Meshery
Meshery 是一个可定制的 Kubernetes 管理器，可让您自信地管理云基础设施。
主要特征：
- 与 Kubernetes 集群和现有工具无缝集成。这允许自定义和改进 CI/CD、监控和安全解决方案。
- 自动配置服务网格，同时允许用户选择支持其特定部署模型的不同配置文件。
- 提供可操作的报告，并突出显示那些需要优先处理或需要立即采取行动的报告。
- 它的 Kubernetes 原生方法使组织可以轻松地将这些工具整合到现有工作流程中，而无需额外设置。
- Meshery 提供服务网格和工作负载的配置、生命周期和性能管理。
该可扩展工具支持超过 220 个集成和附加组件，以确保拥有管理云原生基础设施所需的一切。
Terraform
Terraform 是一种流行的基础设施自动化工具。它使组织能够自动配置和管理任何类型云或数据中心中的各种资源。该平台允许团队将云作为代码交付。
主要特征：
- 使团队能够跨多个云一致地配置和管理基础设施。这提高了开发基础设施的容错能力，从而在一项云服务出现故障时能够更快地恢复。
- 使团队能够安全有效地创建、修改、版本化和管理本地和云资源。
- 使用策略实施和基于角色的控制来支持团队之间的协作。
- 通过使用基于角色的访问控制来增强安全性，从而控制用户访问基础设施资源的方式。
- 与 CI/CD 管道集成，简化了基础设施配置的流程。
- 在基础设施部署中提供自动配置偏差检测和管理。
通过对基础设施配置进行编码和自动化，Terraform 加速了云的采用，并消除了低效、缓慢且繁琐的手动资源配置。
Sonatype
Sonatype 是领先的端到端软件供应链管理平台之一，它使组织能够简化流程并管理其开发环境。
主要特征：
- 使软件开发人员能够完全控制其云开发环境，包括源代码、第三方开源代码、容器化代码和软件即代码。
- 提供更深入的见解，例如迁移记分卡、异常、推送和堆栈差异等，从而使团队能够做出数据驱动的决策。
- 自动化策略执行。
- 提供高可扩展性和可用性。
- 使组织能够构建更可靠、安全和可维护的软件产品。
这个对开发人员友好的平台为团队提供智能解决方案和工具，以安全地操作、管理和扩展整个软件供应链，使团队能够更快、更安全、更智能地进行编码。
Fleet
Fleet 是一款轻量级的开源设备管理工具，适用于 GitOps、YAML、API、webhook 和其他软件生产系统。
主要特征：
- 自动管理多个生产设备，同时提供增强的控制、可见性和稳定性。
- 使团队能够使用 GitOps 自动部署配置和其他功能。
- 完善的漏洞管理，确保应用程序的安全。 它通过监控生产计算机和系统上的操作系统、软件包、浏览器和其他资产来检查和报告开发环境中的安全漏洞、不合规性和暴露情况。
- 与其他安全工具和基于代理的漏洞扫描程序（如 Rapid7、Crowdstrike 和 SentinelOne）良好共存。
- 与 Puppet、Munki、Ansible 和 Chef 等工具集成。
它有助于自动化设备管理和配置部署，同时提供增强的控制、可见性和稳定性。
Plural
Plural 是一个开源应用程序部署平台，使团队能够在 Kubernetes 上部署 Jitsu 和其他应用程序。
主要特征：
- 默认情况下提供增强的安全性。该工具经常扫描应用程序映像、Terraform 模块和 Helm 图表，以确保应用程序和平台的安全。 此外，它还使用 OpenID Connect 来安全地验证 Plural 部署的应用程序的用户身份。
- 使用依赖项感知部署和升级来管理 Terraform 和 Helm 模块之间的依赖项。
- 处理安全证书和 DNS 配置的颁发，同时实现零接触登录安全。
- 使用 Cloud shell 或 CLI 只需几分钟即可轻松设置。 它还提供 90 多个开源生产级应用程序，可以轻松地将它们部署在生产环境中。
- 允许使用经过安全扫描和强化的映像安全地构建和部署应用程序，并使用集中式用户管理、强大的身份验证和基于角色的细粒度访问控制。
它使应用程序具有可移植性，并可以使用它在任何云上部署应用程序。
总结
GitOps 为组织提供了更好地管理基础设施和应用程序部署的工具和实践。
通过将 GitOps 与 Kubernetes 或其他平台结合使用，软件公司可以享受诸如改进的性能、灵活性、可扩展性、效率和更快地交付应用程序功能等优势。
接下来，可以阅读一篇关于 GitOps 与 DevOps 的对比的文章。