GitOps چیست و چرا باید آن را یاد بگیرم؟

در سال‌های اخیر، تغییرات قابل توجهی در دنیای توسعه و استقرار نرم افزار رخ داده است. یکی از تغییرات عمده، رشد انفجاری GitOps است، فریمورکی که که نحوه مدیریت سیستمهای نرم افزاری سازمان‌های امروزی را به طور کامل متحول کرده است. در این مطلب اصول اصلی GitOps  و مزایای یادگیری و استفاده از آن را بررسی خواهیم کرد. علاوه بر این، نحوه شروع کار با GitOps را به اشتراک می‌گذارم، از جمله ابزارها و قریمورک‌های مهمی که می‌توانید استفاده کنید.

GitOps به مجموعه‌ای از شیوه‌ها و ابزارهایی اشاره دارد که بر Git به عنوان منبع اصلی حقیقت برای مدیریت برنامه‌ها و زیرساخت‌های نرم‌افزاری تکیه دارند که به عنوان یک الگوی cloud-native برای استقرار زیرساخت‌ها و برنامه‌ها عمل می کند. اگرچه GitOps معمولا با استقرار Kubernetes مرتبط است، اما در واقع می‌تواند برای پلتفرم‌های مختلف از جمله محیط‌های ابری اعمال شود.

GitOps  بهترین‌های دو جهان را به هم نزدیک می‌کند

همانطور که ممکن است حدس بزنید، GitOps یک مجموعه از Git و Ops است. این اصطلاح برای اولین بار توسط الکسیس ریچاردسون، مدیر عامل  Weaveworks، در سال 2017 ابداع شد. او GitOps را به عنوان راهی برای ترکیب بهترین شیوه‌های هر دو مفهوم سازی کرد.

• Git  یک سیستم کنترل نسخه توزیع شده است که به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تغییرات در کد خود را ردیابی و با دیگران همکاری کنند. Git  به توسعه دهندگان این امکان را می‌دهد که شاخه (branch) ایجاد نموده، تغییرات را ادغام کنند، کانفلیکت‌ها را حل کنند و به نسخه‌های قبلی کد خود بازگردند.  Git  همچنین از گردش‌های کاری و ابزارهای مختلفی پشتیبانی می‌کند که بررسی، تست، یکپارچه‌سازی و استقرار کد را تسهیل می‌کند.
• Ops  مخفف عملیات (operations) است که به وظایف و فرآیندهای مربوط به اجرا و نگهداری سیستم‌های نرم افزاری اشاره دارد. عملیات شامل فعالیت‌هایی مانند تهیه، پیکربندی، مانیتور، مقیاس بندی، به روز رسانی، ایمن سازی و عیب یابی برنامه‌ها و زیرساخت‌های نرم افزاری است.

چگونه  گیت (Git)، اوپس (Ops) را تکمیل می‌کند

GitOps  راهی برای اعمال ویژگی‌ها و گردش‌های کاری Git در Ops است.

• GitOps  از Git به عنوان منبع منفرد حقیقت هم برای کد و هم برای پیکربندی سیستم‌های نرم افزاری استفاده می‌کند.
• GitOps  از مکانیسم‌های انشعاب (Git's branching) و ادغام (merging) برای فعال کردن استقرار اعلامی (declarative) و خودکار سیستم‌های نرم افزاری استفاده می‌کند.
• هدف GitOps خودکارسازی و ساده‌سازی استقرار و عملکرد سیستم‌های نرم‌افزاری با اعمال اصول کنترل نسخه، همکاری و تحویل مداوم به کل چرخه عمر نرم‌افزار است.

اصول کلیدی GitOps

1. اعلامی (Declarative)

GitOps  با زیرساخت به عنوان کد برخورد می‌کند. وضعیت مطلوب سیستم را با استفاده از فایل‌های پیکربندی اعلامی ذخیره شده در یک مخزن Git تعریف می‌کند. این رویکرد ثبات، تکرارپذیری را تضمین نموده و امکان بازگشت (rollback) آسان را فراهم می‌کند.

2. نسخه شده و تغییرناپذیر (Versioned and Immutable)

  Git به عنوان منبع واحد حقیقت هم برای کد برنامه و هم برای کد زیرساخت عمل می‌کند. همه تغییرات در سیستم از طریق درخواست‌های pull و جریان‌های کاری ادغام(merge)، ارائه یک مسیر حسابرسی شفاف و امکان توسعه مشارکتی انجام می‌شود.

3. کشیدن به صورت خودکار (Pulled Automatically)

GitOps  مفهوم استقرار مداوم را در بر می‌گیرد که توسط عامل‌های نرم افزاری شناخته شده به عنوان اپراتورهای GitOps  ارائه می‌شود که به طور خودکار اعلان‌های حالت مورد نظر را از سورس خارج می‌کنند. هر تغییری که در مخزن Git انجام شود، خط لوله خودکاری را راه‌اندازی می‌کند که برنامه را می‌سازد، تست و اجرا می‌کند و تضمین می‌نمایدکه نرم افزار همیشه در وضعیت قابل استقرار است.

4. آشتی مستمر (Continuously Reconciled)

GitOps  اتوماسیون را برای وظایف عملیاتی ترویج می‌کند. با Git به عنوان صفحه کنترل، وضعیت مطلوب سیستم به طور مداوم با وضعیت واقعی تطبیق داده شده و هر گونه واگرایی به طور خودکار اصلاح می‌شود. این اتوماسیون خطاهای انسانی را کاهش داده و عملیات را کارآمدتر می‌کند.

مزایای GitOps برای توسعه دهندگان و اپراتورها چیست؟

• افزایش قابلیت اطمینان: با استفاده از Git به عنوان منبع منفرد حقیقت، می‌توانید از ثبات اطمینان حاصل نموده و از جابجایی پیکربندی بین کد و زیرساخت خود جلوگیری کنید. همچنین می‌توان با خودکار کردن فرآیند استقرار، خطاهای انسانی و مداخلات دستی را کاهش داد..
• تحویل سریعتر: با استفاده از ویژگی‌های انشعاب و ادغام Git، می‌توانید تحویل مداوم سیستم نرم افزار خود را فعال کرده و با استفاده از درخواست‌های pull و بررسی کد، حلقه‌های فیدبک را تسریع کرده و سریع‌تر تکرار کنید.
• همکاری بهبود یافته: با استفاده از ویژگی‌های همکاری Git، می‌توانید ارتباط و هماهنگی بهتری را بین توسعه دهندگان و اپراتورها فعال کنید. همچنین می‌توانید با استفاده از تاریخچه و ویژگی‌های مسیر حسابرسی Git، فرهنگ شفافیت و مسئولیت‌پذیری را تقویت کنید.
• امنیت پیشرفته: با استفاده از ویژگی‌های امنیتی Git، می‌توانید کنترل دسترسی و رمزگذاری را برای کد و فایل‌های پیکربندی خود اعمال کنید. همچنین می‌توانید از ویژگی‌های اعتبارسنجی و تایید Git برای اطمینان از انطباق و استانداردهای کیفیت استفاده کنید.

GitOps چگونه کار می‌کند؟

بیایید نحوه عملکرد GitOps را بررسی کنیم. در ادامه خلاصه‌ای از مراحل مربوط به GitOps آمده است:

1. با استفاده از فایل‌های پیکربندی یا مانیفست‌ها، وضعیت مطلوب سیستم نرم افزاری خود را به صورت اعلامی تعریف کنید. این فایل‌ها توصیف می‌کنند که چه منابعی را می‌خواهید مستقر کنید (مانند کانتینرها، پادها، سرویس‌ها و غیره) و چگونه می‌خواهید رفتار کنند (مانند replicas، labels، selectors و غیره).
2. این فایل‌های پیکربندی را در یک مخزن Git ذخیره کنید که هم توسط توسعه دهندگان و هم برای اپراتورها قابل دسترسی است. این مخزن به عنوان تنها منبع حقیقت برای سیستم نرم افزاری شما عمل می‌کند.
3. از ابزار GitOps مانند اپراتور یا عامل GitOps استفاده کنید که به طور مداوم مخزن Git را برای تغییرات مانیتور نموده و وضعیت واقعی سیستم نرم افزار شما را با حالت دلخواه تعریف شده در مخزن هماهنگ می‌کند. این ابزار یا عامل همچنین می‌تواند اعتبارسنجی، تست و تایید را قبل از اعمال تغییرات انجام دهد.
4. از ویژگی‌های انشعاب و ادغام Git برای ایجاد محیط‌های مختلف (مانند توسعه، مرحله بندی، پروداکشن و ...) و مدیریت تغییرات در آنها استفاده کنید. همچنین می‌توانید از درخواست‌های pull و بررسی کد برای اطمینان از کیفیت و انطباق قبل از ادغام تغییرات در شاخه اصلی استفاده نمائید.
5. برای ردیابی هر تغییری که در سیستم نرم افزاری شما اتفاق می‌افتد، از تاریخچه و ویژگی‌های مسیر حسابرسی Git استفاده کنید. همچنین می‌توانید از ویژگی‌های revert و rollback گیت برای لغو هرگونه تغییر ناخواسته یا اشتباه استفاده نمائید.

آنچه برای شروع با GitOps نیاز دارید

برای اینکه بتوانید با GitOps شروع کنید، به موارد زیر نیاز دارید:

• یک مخزن Git که حاوی کد و فایل‌های پیکربندی سیستم نرم افزار شما است.
• یک اپراتور یا عامل GitOps که می‌تواند مخزن شما را مانیتور نموده و سیستم نرم افزاری شما را با آن همگام کند.
• یک کلاستر Kubernetes یا یک پلتفرم دیگر مانند cloud که می‌تواند زیرساخت و یا برنامه‌های کاربردی شما را اجرا کند.

ابزارها و فریمورک‌های GitOps

ابزارها و فریمورک‌های مختلفی وجود دارند که م‌ توانند به شما در پیاده سازی GitOps در محیط خود کمک کنند. برخی از ابزارها عبارتند از:

• Flux - اپراتور GitOps که استقرار منابع Kubernetes را از یک مخزن Git خودکار می‌کند.
• Argo CD - اپراتور GitOps که تحویل مداوم اعلامی را برای برنامه‌های Kubernetes از یک مخزن Git ارائه می‌دهد. این اپراتور رویکرد بصری قوی دارد.
• Atlantis -   آتلانتیس برنامه‌ای برای خودکارسازی Terraform از طریق درخواست‌های pull است.
• Jenkins X - یک ابزار کامل Kubernetes CI/CD با اپراتور GitOps داخلی که با استفاده از اصول GitOps، تحویل پیوسته cloud-native را برای برنامه‌های Kubernetes فراهم می‌کند.

GitOps با ارائه یک رویکرد کارآمد، خودکار و مشارکتی برای مدیریت کل چرخه عمر نرم افزار، چشم انداز توسعه و عملیات نرم افزار را تغییر می‌دهد. با یادگیری GitOps، می‌توانید از مزایایی که ارائه می‌کند، مانند بهبود همکاری، قابلیت ردیابی، پایداری، مقیاس‌پذیری و بازیابی سریع‌تر استفاده کنید.

استقبال از GitOps به سازمان‌ها قدرت می‌دهد تا برنامه‌های قوی و مقیاس‌پذیر را با کارایی و چابکی افزایش داده و در نهایت رقابت‌پذیری آن‌ها را در دنیای دیجیتال پرشتاب امروزی بسازند و به کار گیرند.

تفاوت GitOps با DevOps چیست؟

GitOps و DevOps برخی از اصول و اهداف یکسان را به اشتراک می‌گذارند. DevOps در مورد تغییرات فرهنگی و ارائه راهی برای تیم‌های توسعه و تیم های‌عملیاتی است تا با هم همکاری کنند.

GitOps ابزارها و فریمورک‌هایی را در اختیار شما قرار می‌دهد تا از روش‌های DevOps مانند همکاری، CI/CD و کنترل نسخه استفاده کنید و آنها را در اتوماسیون زیرساخت و استقرار برنامه‌ها به کار ببرید. توسعه دهندگان می‌توانند در مخازن کدی که قبلا می شناسند کار کنند، در حالی که عملیات می‌تواند سایر قطعات ضروری را در جای خود قرار دهد.