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Deliver: Mit GitOps zu effizienterem Deployment in der Cloud-Native Welt

Aktualisiert: 29. Apr.

In der schnelllebigen Welt der Softwareentwicklung sind agile und robuste Methoden gefragt, die schnelle, wiederholbare und zuverlässige Deployment-Prozesse ermöglichen. GitOps, ein Begriff, der erstmals von Weaveworks geprägt wurde (2017), hat sich als eine solche Methode etabliert. Diese Technik nutzt Git als "Single Source of Truth" für die Deklaration und Verwaltung von Infrastruktur und Anwendungen. In diesem Blog Eintrag erkläre ich, was GitOps genau bedeutet und wie es in Verbindung mit Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD) Pipelines und modernen Tools wie GitLab CI/CD und ArgoCD am besten verwendet wird.


Was ist GitOps?


GitOps ist eine Methode, die sich auf Git als Werkzeug für die Versionskontrolle und Quellcodeverwaltung stützt, um die Automatisierung und Verwaltung von Infrastrukturen und Anwendungen zu vereinfachen. Durch die Nutzung von Git als zentrales Steuerungsinstrument werden Änderungen und Updates durch Merge/Pull Requests eingeleitet und nach Genehmigung automatisch umgesetzt. Dies fördert nicht nur die Transparenz aller Änderungen, sondern auch die Sicherheit und Compliance, da jeder Schritt nachvollziehbar und überprüfbar bleibt. Im Git repository befindet sich immer der Stand, der auch deployed ist.


Wie funktioniert GitOps?





Dieses Diagramm veranschaulicht den Prozess von der Code-Entwicklung bis hin zum Deployment im Produktions-Cluster. Hier ist eine schrittweise Erklärung der einzelnen Komponenten und ihres Zusammenspiels:


  1. Source Code Repo (Code): Hier befindet sich der Quellcode der App selbst und hier arbeiten die Entwickler an Code Änderungen. Entwickler sollen hier nur Code schreiben, alles CI/CD muss komplett automatisiert funktionieren.

  2. Deployment Repo (Infrastruktur): Entwickler oder besser das Platform Team pushen Deployment-Manifeste (z.B. Helm Charts, Kustomize-Konfigurationen, ArgoCD Apps) in ein Git-Repository. Dieses Repo ist die zentrale Wahrheitsquelle die Infrastrukturdefinitionen.

  3. CI Pipeline: Sobald Änderungen im Git-Repository vorliegen, wird eine Continuous Integration (CI) Pipeline ausgelöst. CI-Tools wie GitLab CI/CD oder GitHub Actions führen Aufgaben wie das Builden des Codes, das Ausführen von Tests und Qualitätschecks durch.

  4. Images Registry (Docker Registry/Hub): Nach erfolgreicher Integration werden die resultierenden Anwendungs-Container-Images an eine Images Registry (z.B. Harbor oder Docker Hub) gesendet, wo sie für zukünftige Deployments bereitstehen.

  5. Pull Changes: ArgoCD überwacht ständig das Infra Repository auf Änderungen. Wenn es eine Änderung feststellt, "pullt" es diese, um die Konfiguration im Kubernetes-Cluster zu aktualisieren. Da ArgoCD Änderungen aus dem Infra Repo holt benötigt das CI/CD System keinerlei Zugriff auf Kubernetes.

  6. CD Pipeline (ArgoCD): Die Continuous Deployment (CD) Pipeline mit ArgoCD übernimmt die Synchronisation zwischen dem im Git-Repo definierten gewünschten Zustand und dem tatsächlichen Zustand im Kubernetes-Cluster.

  7. Ständiger Sync: ArgoCD sorgt dafür, dass der Zustand des Kubernetes-Clusters immer dem im Deployment-Repo definierten gewünschten Zustand entspricht. Bei Abweichungen nimmt ArgoCD selbstständig Anpassungen vor, um Konformität herzustellen.


Durch diesen Workflow ermöglicht GitOps einen reproduzierbaren, deklarativen und versionskontrollierten Ansatz für die Bereitstellung von Anwendungen. Entwickler können Infrastruktur und Anwendungen durch Änderungen im Git-Repository steuern, was eine klare Historie der Änderungen und eine vereinfachte Rückverfolgung ermöglicht.


Vorteile von GitOps


  • Automatisierung: Vollautomatische Deployments und Rollbacks bei Fehlern. Sollten manuelle Änderungen vorgenommen werden, kann ArgoCD diese sofort rückgängig machen (sollte dies konfiguriert sein).

  • Sicherheit und Compliance: Jede Änderung ist dokumentiert und nachvollziehbar. Änderungen können durch Merge Requests von mehreren Personen kontrolliert werden. In einem Produktivsystem werden keine manuellen Änderungen mehr durchgeführt.

  • Schnelligkeit und Zuverlässigkeit: Reduzierte Fehlerquote und schnellere Reaktionszeiten auf Probleme.

  • Nachvollziehbarkeit: Jede Änderung ist im Git Repo nachvollziehbar, es gibt keine manuellen Änderungen mehr von denen keiner weiß oder die keiner Person zuordenbar sind.

  • Single Source of Truth: Im Git Repo ist jederzeit der aktuelle Stand einsehbar. Änderungen können jederzeit mit einem Diff nachvollzogen werden.


Zusammenfassend


GitOps revolutioniert die Art und Weise, wie Unternehmen ihre Entwicklungs- und Betriebsprozesse verwalten, indem es eine robuste, sichere und transparente Methode für das Management von Infrastrukturen und Anwendungen bietet. Durch die Verwendung von Tools wie ArgoCD in einem GitOps-basierten Workflow können Unternehmen ihre Deployment-Zyklen beschleunigen und ihre Systeme effizienter betreiben. Dies führt zu einer erheblichen Verbesserung der Entwicklungsqualität und Betriebsstabilität, was letztendlich den Geschäftserfolg unterstützt.

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