DevOps مع GitOps - لمحة عامة عن المنهجية، أدوات GitOps ومقارنة مع البديلات

GitOps هو نهج حديث لإدارة البنية التحتية ونشر التطبيقات باستخدام Git كمصدر للحقيقة الوحيد. يستخدم Git قدراته في إدارة الإصدارات لتوحيد وتسهيل عملية نشر التطبيقات والبنية التحتية، خاصة في البيئات السحابية.

بشكل أساسي، يتعامل GitOps مع الحالة المرجوة لنظامك، المُعرفة في Git، كمصدر مُفوض، ويضمن الأدوات التلقائية أن الحالة الفعلية لنظامك تتطابق مع هذه الحالة المرجوة.

هنا نجد تحليلًا لما هو GitOps، وكيف يعمل، والتدفقات النموذجية، والبدائل.

ما هو GitOps؟

GitOps هو منهجية تستخدم مستودعات Git لتعريف وإدارة إعدادات البنية التحتية والتطبيقات. يتم إجراء جميع التغييرات عبر التزامات Git وطلبات السحب، والتي تُطبَّق تلقائيًا على البنية التحتية بواسطة الوكلاء التلقائية (مثل Argo CD أو Flux).

المبادئ الأساسية:

• Git كـ مصدر للحقيقة الوحيد
• النشر التلقائي عبر النشر المستمر (CD)
• التوافق: التأكد من أن الحالة الفعلية تتطابق مع الحالة المرجوة
• التغييرات القابلة للتدقيق ومُدارة بالإصدارات

كيفية استخدام GitOps

1. تعريف الإعدادات:

   • استخدم YAML أو JSON لتعريف البنية التحتية (مثلاً، ملفات Kubernetes، ملفات Terraform).

2. تخزينها في Git:

   • أرسل ملفات الإعداد إلى مستودع Git.

3. تلقين النشر:

   • استخدم أداة GitOps مثل Argo CD أو Flux لمراقبة المستودع وتطبيق التغييرات على بيئةك.

4. إجراء التغييرات عبر طلبات السحب:

   • يتم إجراء أي تحديث عبر طلب سحب. بمجرد دمجه، يطبق الوكلاء GitOps التغييرات تلقائيًا.

التدفقات النموذجية لـ GitOps

• نشر التطبيقات:

  • يعدل المطورون إعدادات التطبيق (مثلاً، إصدار الصورة) → طلب سحب → دمج → أداة GitOps تنشر التحديث.

• إدارة البنية التحتية:

  • يعدل DevOps رموز البنية التحتية → طلب سحب → دمج → تُحدث البنية التحتية عبر أدوات مثل Terraform أو Crossplane.

• العودة للخلف:

  • عكس التزام في Git → أداة GitOps تعود للخلف تلقائيًا إلى الحالة السابقة.

• كشف الانحراف:

  • إذا اختلفت الحالة الحية عن Git، تُحذرك أدوات GitOps أو تُعيد التوافق تلقائيًا.

أدوات GitOps الشائعة

Argo CD

Argo CD هي أداة مستمرة (CD) تعتمد على GitOps لـ Kubernetes. تُلقّن نشر التطبيقات من خلال مزامنة مستودعات Git مع مجموعات Kubernetes، مما يضمن الاتساق عبر البيئات. تشمل الخصائص الرئيسية ما يلي:

• مُخصصة لـ Kubernetes: مُصممة لـ Kubernetes، مع دمج عميق لإدارة الإعدادات الإعلانية.
• تدفقات إعلانية: تستخدم Git كـ مصدر للحقيقة الوحيد للتعريفات، والإعدادات، والبيئات.
• واجهة مستخدم سهلة: توفر واجهة ويب لمراقبة الوقت الفعلي، وإدارة التطبيقات، وعرض حالة النشر.

يعمل Argo CD كـ مُتحكم يُعيد التوافق باستمرار بين الحالة الفعلية للتطبيقات والحالة المرجوة المُعرفة في مستودعات Git.

الميزات الرئيسية لـ Argo CD كأداة GitOps تُقدّم Argo CD مجموعة قوية من الميزات المخصصة لتدفقات GitOps:

كيف تُطبّق Argo CD مبادئ GitOps تتوافق Argo CD مع مبادئ GitOps عبر الآليات التالية:

• Git كمصدر للحقيقة الوحيد: يتم تعريف التطبيقات، الإعدادات، والبيئات في مستودعات Git.
• التوافق التلقائي: يقارن مُتحكم التطبيق باستمرار الحالة الفعلية للموارد Kubernetes مع الحالة المرجوة في Git، وحل الانحراف تلقائيًا.
• الإعداد الإعلاني: تستخدم Kubernetes CRDs (مثلاً، Application، AppProject) لتعريف أهداف النشر والسياسات المزامنة.
• التوافق القائم على السحب: يتم سحب التغييرات من مستودعات Git لتوافق البيئات المُنشرة مع الحالة المرجوة.

هذا النهج يضمن قابلية التدقيق، التعقب، والاتساق عبر البيئات.

حالات الاستخدام والتطبيقات العملية لـ Argo CD تُستخدم Argo CD على نطاق واسع في البيئات الإنتاجية لـ:

• نشر Kubernetes: تتوافق حالة المجموعة مع مستودعات Git لتحديثات سلسة.
• التكامل مع CI/CD: تعمل مع أنظمة CI (مثلاً، GitHub Actions، Jenkins) لتوحيد النشر والعودة للخلف.
• الأمان: تتكامل مع أدوات مثل Sealed Secrets وSOPS لإدارة السرّيات المشفرة.

طرق التثبيت:

• Kubectl: تثبيت خفيف للاستخدام الأساسي.
• Helm: موصى بها للبيئات الإنتاجية، وتقدم تحكمًا دقيقًا وتكوينات HA.

خطوات التكوين:

1. إنشاء مساحة (argocd) وتطبيق المانيفستات عبر kubectl.
2. عرض واجهة Argo CD باستخدام kubectl port-forward.
3. تسجيل مستودعات Git وتعريف Application CRDs التي تحدد المصدر (مستودع Git) والوجهة (مجموعة Kubernetes/المساحة).

أدوات التكامل:

• Kustomize: لتكوينات البيئة المحددة (مثلاً، dev/staging/prod).
• Helm: لإدارة الحزم ونشر الإعدادات المُعلمة.

أفضل الممارسات لاستخدام Argo CD في تدفقات GitOps

1. فصل مستودعات الإعداد: تخزين مانيفستات Kubernetes في مستودع Git منفصل عن رموز التطبيق.
2. استخدام ApplicationSets: تلقين نشر التطبيقات المُعلمة عبر المجموعات/البيئات.
3. حماية السرّيات: تجنب السرّيات النصية؛ استخدم Sealed Secrets أو External Secrets Operator.
4. مراقبة وتدقيق: تتبع حالة التزامن، الفروقات، والانحراف باستخدام مراقبة Argo CD المدمجة وسجل Git.
5. تفعيل التصحيح الذاتي: تكوين prune=true وselfHeal=true لتصحيح الانحراف تلقائيًا.

اتجاهات مستقبلية وتطور Argo CD في بيئة GitOps

• دعم متعدد السحاب: توسيع القدرة على البيئات متعددة المجموعات والسحاب لبيئات هجينة.
• تكامل أعمق مع أدوات IaC: دمج أعمق مع منصات IaC مثل Terraform وPulumi.
• توسيع قدرات CI/CD: تكامل أوثق مع أدوات CI (مثلاً، GitHub Actions) لتدفقات العمل الكاملة.
• تحسين المراقبة: مؤشرات محسّنة، التنبيهات، والتكامل مع منصات المراقبة مثل Grafana وPrometheus.

Flux V2 لـ GitOps

Flux هو أداة مفتوحة المصدر تابعة لـ CNCF مُصممة لـ تلقين GitOps في بيئات Kubernetes. تم تطويرها من قبل Weaveworks، وتسمح للمجموعات بتوحيد مجموعات Kubernetes مع مستودعات Git، مما يضمن أن حالات البنية التحتية والتطبيقات دائمًا متوافقة مع التعريفات المُدارة بالإصدارات.

الجوانب الرئيسية لـ Flux تشمل:

• مُتحكم GitOps: يعمل Flux كمُتحكم Kubernetes، ويتابع باستمرار مستودعات Git ويطبق التغييرات على المجموعات.
• خفيف وقابل للتوسيع: تصميم مودولاري يسمح بالتكيف (مثلاً، تمكين/تعطيل المُتحكمات مثل Source، Kustomize، أو Helm).
• تدفق واجهة سطر الأوامر: يركز Flux على واجهات سطر الأوامر (CLI) للتوتير والتوحيد، على الرغم من توفر واجهات GUI من طرف ثالث (مثلاً، Weave GitOps).

يُستخدم Flux على نطاق واسع في بيئات السحابية لـ تلقين، الأمان، والتوسع.

3. الميزات الرئيسية لـ Flux كأداة GitOps
تُقدّم Flux مجموعة من الميزات التي تتوافق مع مبادئ GitOps:

1. الإعدادات المُدارة عبر Git:

   • تخزين مانيفستات Kubernetes، مخططات Helm، وعناوين Kustomize في مستودعات Git.
   • مثال: مستودع تكوين Flux النموذجي يحتوي على دلائل مثل namespaces.yaml، deployments.yaml، والتكوينات المخصصة للبيئات.

2. إدارة موارد Kubernetes:

   • يتابع باستمرار مستودعات Git ويطبق التغييرات على المجموعات عبر حلقات التوافق.
   • يدعم Helm، Kustomize، وOCI registries لإدارة تعريفات التطبيقات والبنية التحتية.

3. تحديث الصور تلقائيًا:

   • يكتشف إصدارات جديدة للصور في المخازن (مثلاً، Docker Hub، Azure Container Registry) ويقوم بتحديث المانيفستات في Git.

4. الأمان والامتثال:

   • يستخدم سياسات RBAC للتحكم الدقيق في الوصول.
   • يتكامل مع أدوات إدارة السرّيات (مثلاً، SOPS، Sealed Secrets) لشفاء البيانات الحساسة (مثلاً، رموز API).

5. النشر التدريجي:

   • يعمل مع Flagger لتنفيذ نشرات Canary، اختبارات A/B، ونشرات Blue-Green.

6. دعم متعدد المجموعات:

   • يدير مجموعات Kubernetes متعددة عبر مستودعات Git، مما يسمح بتوحيد النشر عبر البيئات.

4. كيف يتوافق Flux مع مبادئ GitOps
يُقبل Flux مبادئ GitOps تمامًا عبر هيكله وتدفقاته:

• الحالة الإعلانية: يتم تعريف جميع موارد Kubernetes في Git، مما يضمن التتبع والإدارة بالإصدارات.
• التوافق المستمر: يقوم Flux بتوحيد المجموعات تلقائيًا مع مستودعات Git، مما يلغي الأوامر اليدوية kubectl apply.
• إدارة الإصدارات: يتم إجراء التغييرات عبر طلبات السحب، مما يسمح بالتعاون، المراجعة، والموافقة.
• التوحيد: يقلل Flux من الأعباء التشغيلية من خلال تلقين خطوط إنتاج النشر، من التزامات الكود إلى تحديثات المجموعات.

نموذج السحب لـ Flux (مُقارنًا بـ النموذج المُدفع) يعزز الأمان من خلال تقليل التعرض للتدخلات اليدوية.

حالات استخدام Flux في السيناريوهات العملية
يُستخدم Flux بشكل مثالي في الحالات التالية:

1. نشر Kubernetes تلقائيًا:
   • يتوافق حالة المجموعة مع مستودعات Git، مما يضمن الاتساق عبر بيئات dev، staging، وproduction.
2. النشر التدريجي:
   • يُمكن استخدام Flagger لتنفيذ نشرات Canary مع التحكم في النشر.
3. إدارة متعددة المجموعات:
   • ينشر التطبيقات عبر مجموعات Kubernetes متعددة (مثلاً، AKS، EKS، Azure Arc).
4. التكامل مع CI/CD:
   • يعمل مع GitHub Actions، Jenkins، وGitLab CI/CD لتوحيد خطوط إنتاج الاختبار، البناء، والنشر.
5. البنية التحتية ككود (IaC):
   • يدير البنية التحتية عبر Terraform أو Helm، مما يتوافق مع مبادئ GitOps.

مثال: تستخدم شركة FinTech Flux لتوحيد النشر الإنتاجي، مما يضمن سجلات التدقيق والعودة للخلف السريعة.

التركيب:

• CLI: تثبيت عبر brew install fluxctl أو التنزيل المباشر.
• Helm:

  helm repo add fluxcd https://charts.fluxcd.io
  helm upgrade -i flux fluxcd/flux \
  --set git.url=git@github.com:your-username/your-repo \
  --namespace flux
  

التكامل مع خطوط إنتاج CI/CD والبنية التحتية
يتكامل Flux بسلاسة مع أدوات CI/CD:

• GitHub Actions: يُحفّز تزامن Flux عند حدوث أحداث دفع في Git (انظر مثال الكود).
• Jenkins: تلقين خطوط إنتاج الاختبار، البناء، والنشر.
• GitLab CI/CD: يستخدم .gitlab-ci.yml لتفعيل تزامن Flux.

التكامل مع البنية التحتية:

• Terraform: يدير البنية التحتية ككود (IaC) عبر Flux.
• Prometheus: يراقب نشرات Flux عبر مؤشرات وتنبيهات.
• Open Policy Agent (OPA): يُطبق سياسة ككود على موارد Kubernetes.

التحديات والقيود في استخدام Flux

• تعقيد الأمان: يتطلب إدارة السرّيات في Git أدوات مثل SOPS أو Sealed Secrets.
• العبء في التدقيق: يتطلب تطبيق قيود صارمة على توقيع التزامات Git وحظر الدفع القسري.
• 推進 الإصدارات: تتطلب التكوينات المخصصة للبيئات (مثلاً، dev مقابل production) مراجعة دقيقة.
• نضج الأدوات: واجهة Flux أقل نضجًا من واجهة Argo CD، مما يتطلب الاعتماد على أدوات من طرف ثالث لمراقبة.

أفضل الممارسات لتطبيق Flux

• تجنب علامات :latest: استخدم التصنيف الإصداري للصور.
• تنظيم مستودعات Git بشكل منطقي: استخدم دلائل مثل /apps، /clusters، و/environments.
• مراقبة حالة التوافق: استخدم flux get all والتنبيهات للحصول على ملاحظات فورية.
• تفعيل RBAC: تطبيق تحكم دقيق في الوصول لـ Flux وموارد Kubernetes.
• التكامل مع إدارة السرّيات: استخدم SOPS أو HashiCorp Vault للسرّيات المشفرة.

الخلاصة الرئيسية:

• النقاط القوية: التلقين، التدفقات الإعلانية، والتكامل مع خطوط إنتاج CI/CD.
• النقاط الضعيفة: تعقيد الأمان، العبء في التدقيق، وواجهة محدودة.
• الأفضل له: الفرق التي تُفضل التوحيد عبر سطر الأوامر، Helm/Kustomize، وإدارة متعددة المجموعات.

يتوافق Flux مع المستقبل لـ GitOps، حيث تُلقى إدارة البنية التحتية والتطبيقات بشكل كامل، آمن، وقابل للتوسع. يضمن تطوره المستمر تحت CNCF صلاحيته في بيئة DevOps.

GitOps مع Jenkins X

Jenkins X هو منصة CI/CD مفتوحة المصدر، مخصصة للسحابة، مُصممة لتوحيد نشر التطبيقات على Kubernetes. تتوافق مع مبادئ GitOps، التي تركز على استخدام مستودعات Git كـ مصدر للحقيقة الوحيد للبنية التحتية وتكوينات التطبيقات. من خلال التكامل مع Kubernetes، يسمح Jenkins X للمجموعات بإدارة خطوط إنتاج CI/CD، النشر، و推進 البيئات عبر تدفقات Git. هذا النهج يضمن إدارة الإصدارات، التدقيق، والتعاون، مما يجعله أداة قوية لتطبيقات DevOps الحديثة.

Jenkins X: الميزات الرئيسية والهيكل يُبنى Jenkins X على Kubernetes ويتكامل مع Tekton، Helm، وFluxCD لتقديم حل شامل لـ CI/CD. تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:

• تدفق GitOps: استخدام مستودعات Git لإدارة خطوط إنتاج، البنية التحتية، والنشر.
• 推進 البيئات: تلقين النشر عبر البيئات (dev، staging، production) عبر استراتيجيات مُعرفة مسبقًا.
• Pipeline-as-Code: تكوين خطوط إنتاج CI/CD باستخدام ملفات YAML (مثلاً، jenkins-x.yml) للتوحيد.
• المراقبة: تتكامل مع Prometheus وGrafana لمراقبة الوقت الفعلي والتسجيل.

يشمل الهيكل:

• Jenkins X CLI: لcreation المجموعة (jx create cluster) وتكوين المشروع (jx create quickstart).
• مستودع GitOps: يخزن تعريفات خطوط الإنتاج، مخططات Helm، ومانيفستات Kubernetes.
• التكامل مع Kubernetes: تنشر التطبيقات باستخدام مخططات Helm وتنظم البيئات عبر FluxCD.

مثال:

pipelineConfig:
  pipelines:
    release:
      pipeline:
        stages:
          - name: Deploy
            steps:
              - script: kubectl apply -f kubernetes-manifests/

Jenkins X هي أداة شاملة لـ GitOps تُبسط تدفقات CI/CD السحابية على Kubernetes. من خلال التوافق مع مبادئ GitOps، تضمن التدقيق، التلقين، والتعاون، مما يجعلها مثالية للمؤسسات التي تتبني DevOps والخدمات الميكروية. ومع ذلك، التدفقات المُحددة قد تتطلب تعديلًا للاستخدامات المتقدمة. مع استمرار تطور GitOps، يُعد Jenkins X جاهزًا لـ التكامل مع أدوات متطورة (مثلاً، Kustomize، Lens) والتوسع في بيئات الشركات، مما يؤكد دوره في ممارسات DevOps الحديثة.

الرؤية النهائية: Jenkins X تُربط الفجوة بين CI/CD التقليدية وGitOps، وتقدم حلًا متماسكًا للمجموعات التي تسعى للتوحيد، المراقبة، والتعاون في تدفقات Kubernetes.

Weave GitOps

Weave GitOps هو أداة مفتوحة المصدر، مخصصة للسحابة، تم تطويرها من قبل Weaveworks، مُصممة لتوحيد نشر التطبيقات على Kubernetes. تُبسط الأداة النشر المستمر (CD) من خلال توافق بيئات الإنتاج مع الحالات المرجوة المُعرفة في Git، مما يضمن الاتساق ويقلل التدخل اليدوي. يتكامل Weave GitOps بسلاسة مع Kubernetes، خطوط إنتاج CI/CD، وأدوات البنية التحتية ككود (IaC)، مما يجعله خيارًا شائعًا للمجموعات التي تتبني ممارسات GitOps.

الهيكل والمكونات الأداة Weave GitOps مُبنى كأداة مخصصة لـ Kubernetes، وتستخدم متحكمات Kubernetes وموارد مخصصة (CRDs) لتوحيد GitOps. تشمل المكونات الرئيسية ما يلي:

• متحكم GitOps: متحكم Kubernetes يراقب مستودعات Git للحصول على التغييرات ويُطبّق التحديثات على المجموعة.
• محرك التوافق: يقارن الحالة الفعلية للمجموعة مع الحالات المرجوة في Git، مما يُحفّز التحديثات لتوافقها.
• واجهة المستخدم والواجهة: توفر لوحة تحكم ويب لعرض النشرات وواجهة سطر الأوامر (gitops) لإدارة التدفقات.
• طبقة التكامل: تربط مع أدوات خارجية مثل Flux، Helm، Kustomize، وأدوات CI/CD لتوحيد التلقين.

يُركز الهيكل على التوسع، الأمان، والتوسيع، مما يجعله مناسبًا للفرق الصغيرة والبيئات الشركاتية.

الحالات الرئيسية والسيناريوهات Weave Git操 is مثالي للحالات التالية:

• النشر المستمر (CD): تلقين خطوط إنتاج التطبيقات لضمان تحديثات سريعة وموثوقة.
• بيئات متعددة المجموعات والسحاب: إدارة النشر عبر بيئات Kubernetes هجينة ومتعددة السحاب.
• توحيد البنية التحتية للشركات: فرض سياسات الأمان، الامتثال، والحكم عبر سياسة ككود.
• منصات تطوير الذات: تمكين المطورين من إدارة البنية التحتية والتطبيقات دون الحاجة إلى خبرة معمقة في Kubernetes.
• المراقبة والتصحيح: توفير رؤى فورية حول حالات التطبيقات وعمليات التوافق.

التركيب

• Helm: استخدم مخطط Weave GitOps لـ Helm لتركيب الأداة على Kubernetes.
• CLI: تثبيت عبر curl أو Homebrew (brew install weaveworks/tap/gitops).
• البدء: قم بتشغيل gitops bootstrap لتهيئة المنصة.

التكوين

• تعريف مانيفستات التطبيقات، مخططات Helm، أو تكوينات Kustomize في مستودعات Git.
• استخدم gitops apply لتوافق حالات المجموعة مع Git.
• عرض الواجهة عبر خدمة Kubernetes وLoadBalancer (مثلاً، على AWS EKS).

التحديات والقيود

• منحنى التعلم: يتطلب معرفة بـ Kubernetes، GitOps، وأدوات IaC.
• الحد من التخصيص: أقل تخصيصًا من Flux، مما قد يكون عيبًا للمستخدمين المتقدمين.
• المجتمع الأصغر: لديه مجتمع أصغر مقارنة بـ Argo CD أو Flux.
• الميزات التجارية: تتطلب الميزات التجارية (مثلاً، الأمان المتقدم، دعم متعدد السحاب) ترخيصًا مدفوعًا.

Weave GitOps هي أداة قوية، جاهزة للشركات، لتوحيد نشر Kubernetes عبر GitOps. تتفوق في الأمان، إدارة متعددة المجموعات، والتكامل مع خطوط إنتاج CI/CD، مما يجعلها خيارًا قويًا للمؤسسات التي تتبني GitOps على نطاق واسع. ومع أن لديها منافسين مثل Flux وArgo CD، فإن المجموعة الشاملة من الميزات، القدرات التجارية، والدعم التجاري تضعها في مقدمة الحلول في بيئة GitOps. يجب على الفرق تقييم احتياجاتها وتدفقاتها الخاصة عند اختيار Weave GitOps، Flux، أو Argo CD.

خيارات بديلة لـ GitOps

روابط مفيدة

• https://github.com/argoproj/argo-cd
• https://argo-cd.readthedocs.io/en/stable/
• https://argoproj.github.io/cd/
• https://fluxcd.io/
• https://github.com/fluxcd/flux2
• https://jenkins-x.io/
• https://github.com/weaveworks/weave-gitops
• https://docs.gitops.weaveworks.org/

روابط أخرى

• تثبيت واختبار Gitea
• نسخ احتياطي واستعادة خادم Gitea
• استخدام Gitea Actions لنشر موقع Hugo إلى AWS S3