GitOps를 활용한 DevOps - 방법론 개요, GitOps 도구 및 대안과의 비교

**GitOps**는 Git을 진실의 단일 출처로 사용하여 인프라 및 애플리케이션 배포를 관리하는 현대적인 접근 방식입니다.
Git의 버전 관리 기능을 활용하여 애플리케이션과 인프라의 배포 및 관리 프로세스를 자동화하고 스트리밍합니다. 특히 클라우드 네이티브 환경에서 효과적입니다.

본질적으로, GitOps는 Git에 정의된 시스템의 원하는 상태를 권위적인 출처로 간주하고, 자동화 도구가 시스템의 실제 상태가 이 원하는 상태와 일치하도록 보장합니다.

GitOps가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 일반적인 워크플로우, 그리고 대안에 대해 자세히 알아보겠습니다.

GitOps란 무엇인가요?

GitOps는 Git 저장소를 사용하여 인프라 및 애플리케이션 구성 정의와 관리를 수행하는 방법론입니다. 모든 변경사항은 Git 커밋과 풀리퀘스트를 통해 이루어지며, 이는 자동화된 에이전트(예: Argo CD 또는 Flux)에 의해 인프라에 자동으로 적용됩니다.

핵심 원칙:

• Git은 단일 진실의 출처입니다.
• **지속적 배포(CD)**를 통한 자동화된 배포.
• 일치: 실제 상태가 원하는 상태와 일치하도록 보장.
• 감사 가능하고 버전 관리된 변경사항.

GitOps를 어떻게 사용하나요?

1. 구성 정의:

   • YAML 또는 JSON을 사용하여 인프라(예: Kubernetes 매니페스트, Terraform 파일)를 정의합니다.

2. Git에 저장:

   • 구성 파일을 Git 저장소에 푸시합니다.

3. 배포 자동화:

   • Argo CD 또는 Flux와 같은 GitOps 도구를 사용하여 저장소를 감시하고 환경에 변경사항을 적용합니다.

4. 풀리퀘스트를 통해 변경사항 적용:

   • 모든 업데이트는 풀리퀘스트를 통해 이루어집니다. 병합되면 GitOps 에이전트가 변경사항을 자동으로 적용합니다.

일반적인 GitOps 워크플로우

• 애플리케이션 배포:

  • 개발자가 애플리케이션 구성(예: 이미지 버전)을 업데이트 → 풀리퀘스트 → 병합 → GitOps 도구가 업데이트를 배포합니다.

• 인프라 관리:

  • DevOps가 인프라 코드를 수정 → 풀리퀘스트 → 병합 → Terraform 또는 Crossplane과 같은 도구를 통해 인프라가 업데이트됩니다.

• 롤백:

  • Git에서 커밋을 되돌리면 GitOps 도구가 이전 상태로 자동으로 롤백합니다.

• 드리프트 감지:

  • 실제 상태가 Git과 다를 경우, GitOps 도구가 경고를 보내거나 자동으로 일치를 보장합니다.

인기 있는 GitOps 도구

Argo CD

Argo CD 는 선언형, GitOps 기반의 지속적 배포(CD) 도구로, Kubernetes를 위한 도구입니다. Git 저장소를 Kubernetes 클러스터와 동기화하여 환경 간 일관성을 보장합니다. 주요 특징은 다음과 같습니다:

• Kubernetes 네이티브: Kubernetes를 위한 설계이며, 선언형 구성 관리에 깊은 통합을 제공합니다.
• 선언형 워크플로우: Git을 단일 진실의 출처로 사용하여 애플리케이션 정의, 구성, 환경을 정의합니다.
• 사용자 친화적인 인터페이스: 실시간 모니터링, 애플리케이션 관리, 배포 상태 시각화를 위한 웹 UI를 제공합니다.

Argo CD는 컨트롤러 역할을 하며, Git 저장소에 정의된 원하는 상태와 실제 애플리케이션 상태를 지속적으로 일치시키는 역할을 합니다.

Argo CD의 GitOps 도구로서의 주요 기능
Argo CD는 GitOps 워크플로우에 맞춘 강력한 기능 세트를 제공합니다:

Argo CD가 GitOps 원칙을 어떻게 구현하는가
Argo CD는 다음과 같은 메커니즘을 통해 GitOps 원칙과 일치합니다:

• Git을 단일 진실의 출처로: 애플리케이션, 구성, 환경은 Git 저장소에 정의됩니다.
• 자동화된 일치: 애플리케이션 컨트롤러가 Kubernetes 리소스의 실제 상태와 Git에 정의된 원하는 상태를 지속적으로 비교하여 드리프트를 자동으로 해결합니다.
• 선언형 구성: Kubernetes CRD(예: Application, AppProject)를 사용하여 배포 대상 및 동기화 정책을 정의합니다.
• 풀 기반 동기화: 변경사항은 Git 저장소에서 가져와서 배포 환경을 원하는 상태와 일치시킵니다.

이 접근 방식은 감사 가능성, 추적 가능성, 환경 간 일관성을 보장합니다.

Argo CD의 사용 사례 및 실제 적용 사례
Argo CD는 다음과 같은 환경에서 널리 사용됩니다:

• Kubernetes 배포: 클러스터 상태를 Git 저장소와 동기화하여 원활한 업데이트를 제공합니다.
• CI/CD 통합: GitHub Actions, Jenkins와 같은 CI 파이프라인과 통합하여 배포 및 롤백을 자동화합니다.
• 보안: Sealed Secrets 및 SOPS와 같은 도구와 통합하여 암호화된 시크릿 관리를 제공합니다.

설치 방법:

• Kubectl: 기본 사용 사례에 적합한 가벼운 설치.
• Helm: 생산 환경에서 권장되며, 세부적인 제어 및 HA 구성 제공.

설정 단계:

1. 네임스페이스(argocd)를 생성하고 kubectl을 통해 매니페스트를 적용합니다.
2. kubectl port-forward를 사용하여 Argo CD UI를 노출합니다.
3. Git 저장소를 등록하고 Application CRD를 정의하여 소스(Git 저장소) 및 목적지(Kubernetes 클러스터/네임스페이스)를 지정합니다.

통합 도구:

• Kustomize: 환경별 구성(예: dev/staging/prod)을 위한 도구.
• Helm: 패키지 관리 및 매개변수화된 배포를 위한 도구.

GitOps 워크플로우에서 Argo CD 사용 시 최선의 실천 방법

1. 구성 저장소 분리: Kubernetes 매니페스트를 애플리케이션 소스 코드와 별도의 Git 저장소에 저장합니다.
2. ApplicationSets 사용: 클러스터/환경에 대한 매개변수화된 애플리케이션 배포를 자동화합니다.
3. 시크릿 보안: 평문 시크릿을 피하고 Sealed Secrets 또는 External Secrets Operator를 사용합니다.
4. 모니터링 및 감사: Argo CD의 내장 모니터링 및 Git 히스토리로 동기화 상태, 차이, 드리프트를 추적합니다.
5. 자기 치유 기능 활성화: prune=true 및 selfHeal=true를 설정하여 드리프트를 자동으로 수정합니다.

GitOps 생태계에서 Argo CD의 미래 트렌드 및 진화

• 강화된 다중 클라우드 지원: 하이브리드 환경을 위한 다중 클러스터 및 다중 클라우드 기능 확장.
• IaC 도구와의 더 깊은 통합: Terraform 및 Pulumi와 같은 인프라-as-code(IaC) 플랫폼과의 통합 강화.
• 확장된 CI/CD 기능: GitHub Actions와 같은 CI 도구와의 더 밀접한 통합을 통한 엔드투엔드 워크플로우.
• 개선된 관찰 가능성: Grafana 및 Prometheus와 같은 관찰 플랫폼과의 통합을 통한 메트릭, 경고 개선.

GitOps를 위한 Flux V2

**Flux**는 CNCF-graduated 오픈소스 도구로, Kubernetes 환경에서 GitOps 기반 자동화를 위해 설계되었습니다. Weaveworks에서 개발한 이 도구는 팀이 Git 저장소와 Kubernetes 클러스터를 동기화하여 인프라 및 애플리케이션 상태가 버전 제어된 정의와 항상 일치하도록 합니다.

Flux의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• GitOps Operator: Flux는 Kubernetes 컨트롤러로, Git 저장소를 지속적으로 모니터링하고 클러스터에 변경사항을 적용합니다.
• 가볍고 확장 가능: 모듈식 설계로 커스터마이징이 가능합니다(예: Source, Kustomize, Helm 컨트롤러의 활성화/비활성화).
• CLI 중심 워크플로우: 스크립팅 및 자동화를 위해 CLI를 우선시하지만, Weave GitOps와 같은 제3자 GUI도 사용 가능합니다.

Flux는 자동화, 보안, 확장성이 뛰어난 클라우드 네이티브 환경에서 널리 사용됩니다.

3. Flux의 GitOps 도구로서의 주요 기능
Flux는 GitOps 원칙과 일치하는 다양한 기능을 제공합니다:

1. Git 기반 구성:

   • Kubernetes 매니페스트, Helm 차트, Kustomize 오버레이를 Git 저장소에 저장합니다.
   • 예: 일반적인 Flux 구성 저장소는 namespaces.yaml, deployments.yaml, 환경별 구성 등이 포함된 디렉토리를 포함합니다.

2. Kubernetes 리소스 관리:

   • Git 저장소를 지속적으로 모니터링하고 클러스터에 변경사항을 적용합니다.
   • Helm, Kustomize, OCI 레지스트리를 통해 애플리케이션 및 인프라 정의를 관리합니다.

3. 자동화된 이미지 업데이트:

   • 레지스트리(예: Docker Hub, Azure Container Registry)에 새 컨테이너 이미지 버전이 감지되면 Git에 매니페스트를 업데이트합니다.

4. 보안 및 준수:

   • RBAC 정책을 통해 세분화된 접근 제어를 제공합니다.
   • Secret Management 도구(예: SOPS, Sealed Secrets)와 통합하여 민감한 데이터(예: API 토큰)를 암호화합니다.

5. 진행 중 배포:

   • Flagger와 협력하여 캐니리 배포, A/B 테스트, 블루-그린 롤아웃을 수행합니다.

6. 다중 클러스터 지원:

   • Git 저장소를 통해 여러 Kubernetes 클러스터를 관리하여 환경 간 일관된 배포를 가능하게 합니다.

4. Flux가 GitOps 원칙과 어떻게 일치하는가
Flux는 아키텍처와 워크플로우를 통해 GitOps 원칙을 완전히 받아들입니다:

• 선언형 상태: 모든 Kubernetes 리소스는 Git에 정의되어 추적 가능성과 버전 관리를 보장합니다.
• 지속적 일치: Flux는 클러스터를 Git 저장소와 자동으로 동기화하여 수동 kubectl apply 명령을 제거합니다.
• 버전 관리: 변경사항은 풀리퀘스트를 통해 이루어져 협업, 검토, 승인을 가능하게 합니다.
• 자동화: Flux는 코드 커밋에서 클러스터 업데이트까지의 배포 파이프라인을 자동화하여 운영 부담을 줄입니다.

Flux의 풀 기반 모델(push 기반 CI/CD와 대비)은 수동 개입을 최소화하여 보안을 강화합니다.

실제 시나리오에서 Flux의 사용 사례
Flux는 다음과 같은 사용 사례에 이상적입니다:

1. 자동화된 Kubernetes 배포:
   • 클러스터 상태를 Git 저장소와 동기화하여 dev, staging, production 환경 간 일관성을 보장합니다.
2. 진행 중 배포:
   • Flagger와 협력하여 제어된 배포를 위한 캐니리 롤아웃을 수행합니다.
3. 다중 클러스터 관리:
   • AKS, EKS, Azure Arc와 같은 여러 Kubernetes 클러스터에 애플리케이션을 배포합니다.
4. CI/CD 통합:
   • GitHub Actions, Jenkins, GitLab CI/CD와 통합하여 테스트, 빌드, 배포 파이프라인을 자동화합니다.
5. 인프라-as-code (IaC):
   • Terraform 또는 Helm을 통해 인프라를 관리하며, GitOps 원칙과 일치합니다.

예시: 금융 기술 회사가 Flux를 사용하여 프로덕션 배포를 자동화하고, 감사 기록과 빠른 롤백을 보장합니다.

설치:

• CLI: brew install fluxctl 또는 직접 다운로드를 통해 설치합니다.
• 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
  

CI/CD 파이프라인 및 인프라와의 통합
Flux는 CI/CD 도구와 원활하게 통합됩니다:

• GitHub Actions: Git 푸시 이벤트에서 Flux 동기화를 트리거합니다(코드 예시 참조).
• Jenkins: 테스트, 빌드, 배포 파이프라인을 자동화합니다.
• GitLab CI/CD: .gitlab-ci.yml을 사용하여 Flux 동기화를 트리거합니다.

인프라 통합:

• Terraform: Flux를 통해 인프라-as-code(IaC)를 관리합니다.
• Prometheus: Flux 배포를 메트릭과 경고와 함께 모니터링합니다.
• Open Policy Agent (OPA): Kubernetes 리소스에 대한 정책-as-code를 강제합니다.

Flux 사용 시의 도전 과제 및 한계

• 보안 복잡성: Git에서 시크릿을 관리하기 위해 SOPS 또는 Sealed Secrets와 같은 도구가 필요합니다.
• 감사 부담: Git 커밋 서명의 엄격한 강제 및 강제 푸시 금지가 필요합니다.
• 버전 승인: 환경별 구성(예: dev vs. production)은 신중한 검토 프로세스가 필요합니다.
• 도구 성숙도: Flux의 UI는 Argo CD의 UI보다 덜 성숙하여, 모니터링을 위해 제3자 도구에 의존해야 합니다.

Flux를 구현하는 최선의 실천 방법

• :latest 태그 사용 피하기: 컨테이너 이미지에 semantic versioning을 사용합니다.
• Git 저장소를 논리적으로 구조화: /apps, /clusters, /environments와 같은 디렉토리를 사용합니다.
• 재조정 상태 모니터링: flux get all 및 경고를 통해 실시간 피드백을 제공합니다.
• RBAC 활성화: Flux 및 Kubernetes 리소스에 대한 세분화된 접근 제어를 구현합니다.
• 시크릿 관리 통합: SOPS 또는 HashiCorp Vault를 사용하여 암호화된 시크릿을 관리합니다.

핵심 요약:

• 강점: 자동화, 선언형 워크플로우, CI/CD 파이프라인과의 통합.
• 약점: 보안 복잡성, 감사 부담, 제한된 UI.
• 최적 사용 대상: CLI 기반 자동화, Helm/Kustomize, 다중 클러스터 관리를 우선시하는 팀.

Flux는 GitOps의 미래와 일치하며, 인프라 및 애플리케이션 관리가 완전히 자동화, 보안, 확장 가능하게 될 것입니다. CNCF의 지속적인 진화는 DevOps 생태계에서의 관련성을 보장합니다.

Jenkins X와의 GitOps

Jenkins X는 클라우드 네이티브, 오픈소스 CI/CD 플랫폼으로, Kubernetes에서 애플리케이션의 배포를 자동화하도록 설계되었습니다. GitOps 원칙을 따르며, Git 저장소를 인프라 및 애플리케이션 구성의 단일 진실의 출처로 사용합니다. Kubernetes와 통합되어 Jenkins X는 팀이 Git 기반 워크플로우를 통해 CI/CD 파이프라인, 배포, 환경 승인을 관리할 수 있도록 합니다. 이 접근 방식은 버전 관리, 감사 가능성, 협업을 보장하여 현대 DevOps 실천에 강력한 도구가 됩니다.

Jenkins X: 주요 기능 및 아키텍처
Jenkins X는 Kubernetes에 기반하고 Tekton, Helm, FluxCD와 통합하여 종합적인 CI/CD 솔루션을 제공합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다:

• GitOps 워크플로우: Git 저장소를 사용하여 파이프라인, 인프라, 배포를 관리합니다.
• 환경 승인: dev, staging, production 환경을 사전 정의된 전략을 통해 자동화된 배포를 수행합니다.
• 파이프라인-as-코드: YAML 파일(예: jenkins-x.yml)을 사용하여 CI/CD 파이프라인을 구성하여 재현 가능성을 보장합니다.
• 관찰 가능성: Prometheus 및 Grafana와 통합하여 실시간 모니터링 및 로깅을 제공합니다.

아키텍처는 다음과 같습니다:

• Jenkins X CLI: 클러스터 생성(jx create cluster) 및 프로젝트 설정(jx create quickstart)을 위해 사용됩니다.
• GitOps 저장소: 파이프라인 정의, Helm 차트, Kubernetes 매니페스트를 저장합니다.
• Kubernetes 통합: Helm 차트를 사용하여 애플리케이션을 배포하고 FluxCD를 통해 환경을 관리합니다.

예시:

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

Jenkins X는 종합적인 GitOps 도구로, Kubernetes 기반의 클라우드 네이티브 CI/CD 워크플로우를 간소화합니다. GitOps 원칙과의 일치를 통해 감사 가능성, 자동화, 협업을 보장하며, DevOps 및 마이크로서비스를 채택하는 조직에 이상적입니다. 그러나 의견 있는 워크플로우는 고급 사용 사례에 맞게 커스터마이징이 필요할 수 있습니다. GitOps가 계속 진화하면서 Jenkins X는 새로운 도구(예: Kustomize, Lens)와 엔터프라이즈 환경으로의 확장을 통해 현대 DevOps 실천에서의 역할을 공고히 할 것입니다.

최종 통찰: Jenkins X는 전통적인 CI/CD와 GitOps 사이의 격차를 다리로 연결하며, 자동화, 관찰 가능성, 협업을 위한 Kubernetes 기반 워크플로우에 대한 일관된 솔루션을 제공합니다.

Weave GitOps

Weave GitOps는 Weaveworks에서 개발한 오픈소스, 클라우드 네이티브 도구로, Kubernetes에서 애플리케이션의 배포 및 관리를 자동화하도록 설계되었습니다. 이 도구는 Git에 정의된 원하는 상태와 일치하도록 프로덕션 환경을 조정하여, 일관성을 유지하고 수동 개입을 줄입니다. Weave GitOps는 Kubernetes, CI/CD 파이프라인, 인프라-as-code(IaC) 도구와 원활하게 통합되어, GitOps 실천을 채택하는 팀들에게 인기 있는 선택이 됩니다.

도구의 아키텍처 및 구성 요소
Weave GitOps는 Kubernetes 네이티브 도구로, Kubernetes 컨트롤러와 커스텀 리소스(CRD)를 활용하여 GitOps 자동화를 수행합니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

• GitOps Operator: Kubernetes 컨트롤러로, Git 저장소의 변경사항을 감지하고 클러스터에 업데이트를 적용합니다.
• 재조정 엔진: 실제 클러스터 상태와 Git에 정의된 원하는 상태를 비교하여 일치하도록 업데이트를 트리거합니다.
• UI 및 CLI: 배포 시각화를 위한 웹 기반 대시보드와 gitops CLI를 제공하여 워크플로우를 관리합니다.
• 통합 계층: Flux, Helm, Kustomize, CI/CD 플랫폼과의 통합을 통해 엔드투엔드 자동화를 제공합니다.

아키텍처는 확장성, 보안, 확장성을 강조하며, 소규모 팀과 기업 환경 모두에 적합합니다.

주요 사용 사례 및 시나리오
Weave GitOps는 다음과 같은 사용 사례에 이상적입니다:

• 지속적 배포(CD): 애플리케이션의 배포 파이프라线을 자동화하여 빠르고 신뢰성 있는 업데이트를 보장합니다.
• 다중 클러스터 및 다중 클라우드 환경: 하이브리드 및 다중 클라우드 Kubernetes 클러스터의 배포를 관리합니다.
• 엔터프라이즈 인프라 자동화: 정책-as-code를 통해 보안 정책, 준수, 거버넌스를 강제합니다.
• 개발자 자율 플랫폼: 깊은 Kubernetes 전문 지식 없이도 개발자가 인프라 및 애플리케이션을 관리할 수 있도록 합니다.
• 관찰 가능성 및 문제 해결: 애플리케이션 상태 및 재조정 프로세스에 대한 실시간 인사이트를 제공합니다.

설치

• Helm: Weave GitOps Helm 차트를 사용하여 Kubernetes에 도구를 배포합니다.
• CLI: curl 또는 Homebrew(brew install weaveworks/tap/gitops)를 통해 설치합니다.
• 부트스트랩: gitops bootstrap을 실행하여 플랫폼을 초기화합니다.

설정

• Git 저장소에 애플리케이션 매니페스트, Helm 차트, Kustomize 구성 파일을 정의합니다.
• gitops apply를 사용하여 클러스터 상태를 Git과 동기화합니다.
• UI를 Kubernetes 서비스 및 LoadBalancer(예: AWS EKS)를 통해 노출합니다.

도전 과제 및 한계

• 학습 곡선: Kubernetes, GitOps, IaC 도구에 대한 이해가 필요합니다.
• 제한된 커스터마이징: Flux보다 덜 모듈식으로, 고급 사용자에게는 단점이 될 수 있습니다.
• 작은 커뮤니티: Argo CD 또는 Flux보다 생태계가 작습니다.
• 상업적 기능: 고급 보안, 다중 클라우드 지원 등 기업 기능은 유료 라이선스가 필요합니다.

Weave GitOps는 GitOps를 통해 Kubernetes 배포를 자동화하는 강력하고 기업용으로 적합한 도구입니다. 보안, 다중 클러스터 관리, CI/CD 파이프라인과의 통합에서 우수하며, Flux 및 Argo CD와 경쟁하면서도 포괄적인 기능 세트, 기업용 기능, 상업적 지원으로 인해 GitOps 생태계에서의 선도적인 솔루션으로 자리 잡고 있습니다. 팀은 Weave GitOps, Flux, Argo CD 사이에서 선택할 때 구체적인 요구사항과 워크플로우를 고려해야 합니다.

GitOps 대안

유용한 링크

• 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/

기타 링크

• Gitea - 설치 및 테스트
• Gitea 서버 백업 및 복구
• Gitea Actions를 사용하여 Hugo 웹사이트를 AWS S3에 배포