也许你之前听说过GitOps，但是对其并不了解。在本文中，我将对其进行简单介绍，它其实是一个应用程序开发和管理中的一个术语，其核心思想是将应用系统的声明性基础架构和应用程序存放在Git的版本控制库中。我们将介绍GitOps是什么，它将如何影响组织以及如何与Kubernetes保持同步。
## 什么是GitOps
GitOps是一种实现持续交付的模型，利用Git开发工具对云原生应用程序进行操作和管理。当将应用程序部署到Kubernetes时，Git应该是唯一的事实来源。当开发人员更改应用程序时，Git将自动把它们push到Kubernetes进行部署。而且，如果Kubernetes内的运行状态发生变化但与Git内的状态不一致，则它们会从Git内恢复到已知状态。
## GitOps与CI/CD：它们之间有什么联系？
GitOps和CI/CD是十分重要的工作伙伴。CI/CD可以让开发人员持续迭代、开发和部署应用程序。而迭代通常通过一个Git配置仓库进行（尽管也会有其他配置仓库）。在部署/交付阶段，构建的基于容器的应用程序被“push”到Kubernetes进行部署。GitOps会通过Kubernetes使用“pull”的方法来增强CI/CD模型，从而将运维层面带入部署/交付中。
但是，如果有人更改了Kubernetes集群中运行的某些内容，会发生什么？我们将使用Git作为声明性部署工具的主要事实来源，并利用其他工具在出现差异时向我们发出警报。此外，通过利用可以识别运行状态和声明状态之间差异的工具，Kubernetes可以修复为已知/声明的运行状态。
注意：持续集成和持续开发是互补但独立的过程。在理想状态下，GitOps会将批处理规模拆分为单件流程，每次只处理一个单元。但是，由于CI和CD流程发生在不同的组中，因此组织之间的流程可能会有所不同。
## GitOps和应用程序生命周期
让我们从应用程序生命周期的视角来看一下GitOps的作用。在典型的生命周期中，应用程序会经历多个状态，包括：
- 代码
- 构建
- 创建镜像
- 测试
- 发布
而使用GitOps，这些状态将会扩展为：
- 部署
- 在Git仓库中监控更改
- 日志更改和事件
- 发生更改时发出警报，并于现有的监控/告警系统集成
- 更新
在GitOps操作模型下，当应用程序发布时，Kubernetes需要确保其按预期运行。同时，Kubernetes通过确保其稳定性和可用性来管理应用程序的运维工作。如果一个开发人员通过Git更改了该应用程序，Kubernetes将会接受声明并根据需要应用它。
## GitOps带来了什么？
- GitOps为应用程序提供一个操作模型，它可以确保Git提供一个框架来统一应用程序的运行、操作和持续开发。
- 作为CI/CD流水线的一部分，GitOps为应用程序构建/交付与运行它的位置之间提供了粘合剂。
- 在Kubernetes平台中，Git为应用程序的开发和运维提供了唯一的事实来源。
- 应用程序交付和平台管理都是声明式的，同时还能通过Git进行版本控制
- Git可以控制回滚、升级以及更改
- 开发人员不需要知道如何操作运维平台（如Kubernetes），无需了解复杂的部署交付流程，仅需使用熟悉的工具发布新功能即可。极大提升开发者体验。
- Git控制并修证差异或“漂移”
- GitOps利用审核、监控以及回滚功能来增加应用程序发布的可靠性和稳定性
最后，尽管在GitOps模式下还有很多工作要做，但是GitOps、DevOps以及现有CI/CD模式之间存在十分明显的协同作用。GitOps提供了一种用于将应用程序交付到Kubernetes平台的模型，该模型确保了Git是唯一的事实来源并且充分利用Kubernetes平台上的功能。但值得注意的是，GitOps不能替代工具。恰恰相反，GitOps通过声明性的流程和工具来强化流程、提高其成熟度并帮助团队交付应用程序。
## GitOps实践：FluxCD Demo
FluxCD（或Flux）是一个很棒的工具，它可以将Git和Kubernetes集成起来。Flux本质上是一个Kubernetes Operator，这意味着，你作为一个管理员可以将其安装到Kubernetes 以管理Git和原生Kubernetes之间的集成。
在Kubernetes中，Operator是Kubernetes原生平台的扩展，是一种自定义资源的模式，该自定义资源主要用于管理应用程序及其组件。这意味着，在Kubernetes内部Operator的帮助下，所需状态（如运行状态）将不断检查和调整以符合Git仓库声明的内容。Flux可以集成到你现有的CI/CD工具集中，以进行其他工作流程、权限批准和审核。在Kubernetes中，Flux会监控你通过配置声明的Git仓库是否发生更改，并且如果 Kubernetes Pod上在本地发生了不应发生的更改，Flux将会把Kubernetes更新到所需的运行状态。请记住，Git是事实来源。Flux Operator会检测到这一点，并将正在运行的配置更改回声明的状态。
以下demo，我将会展示如何安装和实现Flux。
### 前期准备
你将需要：
- 一个Docker Hub镜像仓库，你可以将Flaskapp docker镜像上传到此处
- 一个Git Repo并连接它，然后你可以在整个演示过程中根据需要用你的设置替换“< >”中的任何内容
### 具体步骤
- 安装Kubernetes
- 安装并配置fluxctl，Flux部署的原生安装程序
- 配置Flux以连接到Git Repo
- 在Git Repo中升级deployment manifest
- 升级容器镜像并同步
- 配置漂移（drift）并同步
你可以使用以下配置进行测试或演示。它包括Flask应用程序的Docker file以及Kubernetes deployment/配置文件。在演示中，你会需要它们，此外你还可以将它们上传到你指定的Git仓库中。
**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 脚本文件
```
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.dhttps://img.qb5200.com/download-x/default.conf
subPath: nginx.conf
- name: flask
image: docker.io/
