GitOps是一種實現持續交付的模型，它的核心思想是將應用系統的聲明性基礎架構和應用程序存放在Git的版本控制庫中。

GitOps與CI/CD：它們之間有什么聯系？

GitOps和CI/CD是十分重要的工作伙伴。CI/CD可以讓開發人員持續迭代、開發和部署應用程序。而迭代通常通過一個Git配置倉庫進行（盡管也會有其他配置倉庫）。在部署/交付階段，構建的基于容器的應用程序被“push”到Kubernetes進行部署。GitOps會通過Kubernetes使用“pull”的方法來增強CI/CD模型，從而將運維層面帶入部署/交付中。

但是，如果有人更改了Kubernetes集群中運行的某些內容，會發生什么？我們將使用Git作為聲明性部署工具的主要事實來源，并利用其他工具在出現差異時向我們發出警報。此外，通過利用可以識別運行狀態和聲明狀態之間差異的工具，Kubernetes可以修復為已知/聲明的運行狀態。

注意：持續集成和持續開發是互補但獨立的過程。在理想狀態下，GitOps會將批處理規模拆分為單件流程，每次只處理一個單元。但是，由于CI和CD流程發生在不同的組中，因此組織之間的流程可能會有所不同。

GitOps和應用程序生命周期

讓我們從應用程序生命周期的視角來看一下GitOps的作用。在典型的生命周期中，應用程序會經歷多個狀態，包括：

代碼

構建

創建鏡像

測試

發布

而使用GitOps，這些狀態將會擴展為：

部署

在Git倉庫中監控更改

日志更改和事件

發生更改時發出警報，并于現有的監控/告警系統集成

更新

在GitOps操作模型下，當應用程序發布時，Kubernetes需要確保其按預期運行。同時，Kubernetes通過確保其穩定性和可用性來管理應用程序的運維工作。如果一個開發人員通過Git更改了該應用程序，Kubernetes將會接受聲明并根據需要應用它。

GitOps帶來了什么？

GitOps為應用程序提供一個操作模型，它可以確保Git提供一個框架來統一應用程序的運行、操作和持續開發。

作為CI/CD流水線的一部分，GitOps為應用程序構建/交付與運行它的位置之間提供了粘合劑。

在Kubernetes平臺中，Git為應用程序的開發和運維提供了唯一的事實來源。

應用程序交付和平臺管理都是聲明式的，同時還能通過Git進行版本控制

Git可以控制回滾、升級以及更改

開發人員不需要知道如何操作運維平臺（如Kubernetes），無需了解復雜的部署交付流程，僅需使用熟悉的工具發布新功能即可。極大提升開發者體驗。

Git控制并修證差異或“漂移”

GitOps利用審核、監控以及回滾功能來增加應用程序發布的可靠性和穩定性

最后，盡管在GitOps模式下還有很多工作要做，但是GitOps、DevOps以及現有CI/CD模式之間存在十分明顯的協同作用。GitOps提供了一種用于將應用程序交付到Kubernetes平臺的模型，該模型確保了Git是唯一的事實來源并且充分利用Kubernetes平臺上的功能。但值得注意的是，GitOps不能替代工具。恰恰相反，GitOps通過聲明性的流程和工具來強化流程、提高其成熟度并幫助團隊交付應用程序。

GitOps實踐：FluxCD Demo

FluxCD（或Flux）是一個很棒的工具，它可以將Git和Kubernetes集成起來。Flux本質上是一個Kubernetes Operator，這意味著，你作為一個管理員可以將其安裝到Kubernetes 以管理Git和原生Kubernetes之間的集成。

在Kubernetes中，Operator是Kubernetes原生平臺的擴展，是一種自定義資源的模式，該自定義資源主要用于管理應用程序及其組件。這意味著，在Kubernetes內部Operator的幫助下，所需狀態（如運行狀態）將不斷檢查和調整以符合Git倉庫聲明的內容。Flux可以集成到你現有的CI/CD工具集中，以進行其他工作流程、權限批準和審核。在Kubernetes中，Flux會監控你通過配置聲明的Git倉庫是否發生更改，并且如果 Kubernetes Pod上在本地發生了不應發生的更改，Flux將會把Kubernetes更新到所需的運行狀態。請記住，Git是事實來源。Flux Operator會檢測到這一點，并將正在運行的配置更改回聲明的狀態。

以下demo，我將會展示如何安裝和實現Flux。

前期準備

一個Docker Hub鏡像倉庫，你可以將Flaskapp docker鏡像上傳到此處

一個Git Repo并連接它，然后你可以在整個演示過程中根據需要用你的設置替換“”中的任何內容

具體步驟

安裝Kubernetes

安裝并配置fluxctl，Flux部署的原生安裝程序

配置Flux以連接到Git Repo

在Git Repo中升級deployment manifest

升級容器鏡像并同步

配置漂移（drift）并同步

你可以使用以下配置進行測試或演示。它包括Flask應用程序的Docker file以及Kubernetes deployment/配置文件。在演示中，你會需要它們，此外你還可以將它們上傳到你指定的Git倉庫中。

Docker File

FROM python:3
   
   RUN pip install flask
   
   RUN mkdir -p /corp/app
   WORKDIR /corp/app
   COPY main.py .
   ENV FLASK_APP=/corp/app/main.py
   
   ENV APP_NAME=MyApp.DevOps
   ENV APP_VERSION=v1.0.0
   
   CMD ["flask", "run", "--host=127.0.0.1"]

main.py Python 腳本文件

import os
from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
   appname = os.environ['APP_NAME']
   appversion = os.environ['APP_VERSION']

   response = "%s - %s.%s\n" %('Hello World', appname, appversion)
   return response

Kubernetes Deployment文件

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
 name: my-demo
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: fluxdemo
 namespace: my-demo
 annotations:
   flux.weave.works/tag.flask: glob:develop-v*
   flux.weave.works/automated: 'true' labels:
   role: fluxdemo
   env: demo
   app: flux
spec:
 replicas: 1
 selector:
   matchLabels:
     role: fluxdemo
 template:
   metadata:
     labels:
       role: fluxdemo
   spec:
     containers:
     - name: nginx
       image: nginx:1.16-perl
       imagePullPolicy: IfNotPresent
       ports:
       - name: http
         containerPort: 80
       volumeMounts:
       - name: nginx-proxy-config
         mountPath: /etc/nginx/conf.d/default.conf
         subPath: nginx.conf
     - name: flask
       image: docker.io//flaskapp:develop-v1.8.0
       imagePullPolicy: IfNotPresent
       ports:
       - name: http
         containerPort: 5000
       env:
       - name: APP_NAME
         value: myfluxdemo.K8s.GitOps
       - name: APP_VERSION
         value: v1.0.5
     volumes:
     - name: nginx-proxy-config
       configMap:
         name: nginx-conf
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
 name: nginx-conf
 namespace: my-demo
data:
 nginx.conf: |-
   #CODE1.0:   #add the nginx.conf configuration - this will be referenced within the deployment.yaml   server {
       listen 80;
       server_name localhost;

       location / {
           proxy_pass http://localhost:5000/;
           proxy_set_header Host "localhost";
       }
   }

安裝Flux

https://docs.fluxcd.io/en/1.18.0/references/fluxctl.html

安裝Fluxcd

https://docs.fluxcd.io/en/1.18.0/tutorials/get-started.html

為Repo配置Flux

創建一個命名空間

kubectl create nsexport FLUX_FORWARD_NAMESPACE=
fluxctl list-workloads

安裝Fluxcd以建立與你的Git Repo的連接

export GHUSER=""export REPO="gitops-demo"export NS="flux"fluxctl install \
--git-user=${GHUSER} \
--git-email=${GHUSER}@users.noreply.github.com \
--git-url=git@github.com:
Image download failed.
{REPO} \
--namespace=${NS} | kubectl apply -f -

創建SSH密鑰以添加到Github倉庫

在你的terminal中輸入以下命令，以獲取下一步所需的密鑰：

fluxctl identity

打開Github，導航到安裝Fluxcd時添加的倉庫，轉到設置-部署密鑰，單擊【添加部署密鑰】，為其指定title，選中【允許write access】，粘貼公共密鑰，然后單擊【添加密鑰】。

在Git Repo中升級Deployment Manifest

打開你的Git Repo，里面應該有deployment.yaml文件，向下滑動直到如下所示部分，然后更改APP_VERSION號碼

env:
   - name: APP_NAME
     value: myfluxdemo.K8s.GitOps
   - name: APP_VERSION
     value: v1.0.5

保存并Commit更改到你的Repo。

Flux將在5分鐘之內升級你的deployment

要從localhost進行測試，請在Kubernetes中使用“Port-forward”命令：

kubectl get pods -n  copy the pod name kubectl port-forward  8080:80 -n

打開其他terminal：

curl -s -i http://localhost:8080

升級容器鏡像并同步

現在讓我們對Docker鏡像進行修改并將其上傳到我們的Docker Hub鏡像倉庫中。為此，我們將修改flaskapp目錄中的main.py文件。

升級main.py文件。將Hello World更改為其他內容

response = "%s - %s.%s\n" %('Flux World', appname, appversion)

創建一個新的Docker文件并上傳到Docker（以及另一個增量版本號）。

等待5分鐘，Flux將會自動部署新鏡像

配置漂移并同步

現在，我們來測試一下手動更改正在運行的配置會發生什么。

kubectl scale deployment/fluxdemo --replicas=4 -n

現在，我們花幾分鐘來看看pod并觀察發生了什么。我們將會在短時間內（5分鐘以內）看到其他的pod，此外我們還將看到許多pod終止。因此，Flux已使配置恢復到當前在Git中保留的已聲明的部署狀態。

kubectl get po -n  --watch

重新運行相同的命令，并且你會看到目前僅有一個正在運行的pod。

別忘了清理和移除deployment和Git連接（如果你想移除它）。否則，你需要開始添加更多的倉庫并繼續進行構建。