Was ist GitOps?

Während ein Großteil des Softwareentwicklungslebenszyklus automatisiert wurde, ist die Infrastruktur ein weitgehend manueller Prozess geblieben, für den spezialisierte Teams erforderlich sind. Mit den Anforderungen an die heutige Infrastruktur ist es immer wichtiger geworden, die Automatisierung der Infrastruktur zu implementieren. Moderne Infrastrukturen müssen flexibel sein, damit sie Cloud-Ressourcen, die für eine kontinuierliche Bereitstellung benötigt werden, effektiv verwalten können.

Moderne und Cloud-native Anwendungen werden mit Blick auf Geschwindigkeit und Skalierbarkeit entwickelt. Unternehmen mit einer ausgereiften DevOps-Kultur können Code hunderte Male pro Tag für die Produktion bereitstellen. DevOps-Teams können dies durch bewährte Entwicklungspraktiken wie Versionskontrolle, Code Review und CI/CD-Pipelines erreichen, die Tests und Bereitstellungen automatisieren.

GitOps wird verwendet, um den Prozess der Bereitstellung der Infrastruktur, insbesondere der modernen Cloud-Infrastruktur, zu automatisieren. Ähnlich wie Teams Anwendungsquellcode verwenden, verwenden Betriebsteams, die GitOps übernehmen, Konfigurationsdateien, die als Code gespeichert sind (Infrastructure as Code). GitOps-Konfigurationsdateien generieren bei jeder Bereitstellung dieselbe Infrastrukturumgebung, genauso wie der Anwendungsquellcode bei jeder Erstellung dieselben Anwendungsbinärdateien generiert.

GitOps ist kein(e) einzelne(s) Produkt, Plugin oder Plattform. Es gibt keine einheitliche Antwort auf diese Frage, da der beste Weg für Teams, GitOps in die Praxis umzusetzen, je nach den spezifischen Bedürfnissen und Zielen des Teams variiert. Einige Tipps für den Einstieg in GitOps umfassen jedoch die Verwendung eines dedizierten GitOps-Repositories für alle Teammitglieder, um Konfigurationen und Code freizugeben, die Automatisierung der Bereitstellung von Codeänderungen und die Einrichtung von Warnungen, um das Team über Änderungen zu informieren.

GitOps erfordert drei Kernkomponenten:

IaC:

GitOps nutzt ein Git-Repository als Single Source of Truth für Infrastrukturdefinitionen. Git ist ein Open-Source-Versionskontrollsystem, das Codeverwaltungsänderungen verfolgt, und ein Git-Repository ist ein .git-Ordner in einem Projekt, der alle Änderungen dokumentiert, die an Dateien in einem Projekt im Laufe der Zeit vorgenommen wurden. Infrastructure as code (IaC) ist die Praxis, alle Infrastrukturkonfigurationen als Code zu speichern. Der tatsächliche gewünschte Zustand kann als Code (z. B. Anzahl von Repliken oder Pods) gespeichert sein oder nicht.

MRs:

GitOps verwendet Merge Requests (MRs) oder Pull Requests (PRs) als Änderungsmechanismen für alle Infrastruktur-Updates. Im MR oder PR können Teams über Reviews und Kommentare zusammenarbeiten und es finden formelle Genehmigungen statt. Ein Merge wirkt sich per Commit auf den main-Branch (oder Trunk-Branch) aus und dient als Audit-Protokoll oder Audit-Trail.

CI/CD:

GitOps automatisiert Infrastruktur-Updates mithilfe eines Git-Workflows mit kontinuierlicher Integration und kontinuierlicher Bereitstellung (CI/CD). Wenn neuer Code zusammengeführt wird, führt die CI/CD-Pipeline die Änderung in der Umgebung durch. Jede Konfigurationsverschiebung, z. B. manuelle Änderungen oder Fehler, wird von der GitOps-Automatisierung überschrieben, sodass die Umgebung dem in Git definierten gewünschten Status entspricht. GitLab verwendet CI/CD-Pipelines, um GitOps-Automatisierung zu verwalten und zu implementieren. Es können aber auch andere Formen der Automatisierung, wie z. B. Definitionsoperatoren, verwendet werden.

Wie bei jeder gemeinsamen Aufgabe kann es schwierig sein, Änderungen vorzunehmen. GitOps ist da keine Ausnahme. GitOps ist eine Prozessänderung, die Disziplin von allen Teilnehmer(inne)n sowie die Verpflichtung erfordert, Aufgaben auf eine neue Art und Weise anzugehen. Für Teams ist es wichtig, alles zu notieren.

GitOps ermöglicht eine bessere Zusammenarbeit, aber das ist ein Punkt, der nicht unbedingt für alle Personen oder Unternehmen selbstverständlich ist. Ein GitOps-Genehmigungsprozess bedeutet, dass Entwickler(innen) Änderungen am Code vornehmen und einen Merge Request erstellen, dass Genehmiger(innen) diese Änderungen zusammenführen und dass die Änderung bereitgestellt wird. Diese Sequenz führt ein „Change by Committee“-Element – im Prinzip eine Art Änderungsausschuss – in die Infrastruktur ein, das den Entwickler(inne)n, die es gewohnt sind, schnelle, manuelle Änderungen vorzunehmen, mühsam und zeitaufwendig erscheinen kann.

Es ist wichtig, dass alle Teammitglieder aufzeichnen, was in Merge Requests und Tickets geschieht. Die Versuchung, etwas direkt in der Produktivumgebung zu bearbeiten oder etwas manuell zu ändern, wird schwer zu unterdrücken sein, aber je weniger „Cowboy-Engineering“ es gibt, desto besser funktioniert GitOps.

Es gibt viele Vorteile von GitOps, darunter verbesserte Effizienz und Sicherheit, eine bessere Erfahrung für Entwickler(innen), reduzierte Kosten und schnellere Bereitstellungen.

Mit GitOps können Unternehmen ihren gesamten Infrastruktur- und Anwendungsentwicklungslebenszyklus mit einem einzigen, einheitlichen Tool verwalten. Dies ermöglicht eine bessere Zusammenarbeit und Koordination zwischen den Teams und führt zu weniger Fehlern und einer schnelleren Problemlösung.

Darüber hinaus kann GitOps Unternehmen dabei helfen, Container und Microservices zu nutzen und die Konsistenz in ihrer gesamten Infrastruktur aufrechtzuerhalten – von Kubernetes-Clusterkonfigurationen und Docker-Images bis hin zu Cloud-Instanzen und allem, was vor Ort ist.

Es gibt ein paar wichtige Unterschiede zwischen GitOps und DevOps. Zum einen ist GitOps stark auf Automatisierung und Tools angewiesen, um Codeänderungen zu verwalten und bereitzustellen, während sich DevOps mehr auf die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Teams konzentriert. Zum anderen wird GitOps typischerweise in Verbindung mit Containerisierungstechnologien wie Kubernetes verwendet, während DevOps mit jeder Art von Anwendung verwendet werden kann.

GitOps ist ein Bereich von DevOps, der sich auf die Verwendung von Git-Code-Repositorys konzentriert, um Bereitstellungen von Infrastruktur- und Anwendungscode zu verwalten. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass in GitOps das Git-Repository die Quelle der Wahrheit für den Bereitstellungszustand ist, während in DevOps die Anwendungs- oder Serverkonfigurationsdateien diese Rolle übernehmen.

Ein GitOps-Workflow ist ein systematischer und versionskontrollierter Ansatz für das Infrastruktur- und Anwendungsmanagement. Stell dir vor, du behandelst deinen Systembetrieb mit der gleichen Strenge, die du von deiner Codebase erwartest. In GitOps dienen Git-Repositories als einzige Quelle der Wahrheit für System- und Infrastrukturkonfigurationen.

Konfigurationsänderungen erfolgen durch Pull Requests, wodurch Peer Reviews und Audit-Trails für Updates sichergestellt werden. Automatisierte Tools implementieren diese Änderungen und ermöglichen konsistente und reproduzierbare Bereitstellungen. Diese Methodik sorgt für eine hohe Geschwindigkeit, ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen Teammitgliedern und erhöht die betriebliche Effizienz durch klare Dokumentation und Rückverfolgbarkeit.

Schlüsselkomponenten eines GitOps-Workflows

Ein GitOps-Workflow besteht aus vier grundlegenden Komponenten, die jeweils eine wichtige Rolle dabei spielen, die Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen zu vereinfachen.

1. Git-Repository: Ein Git-Repository dient als grundlegendes Element und fungiert als zentrale Quelle der Wahrheit sowohl für den Code als auch für die Konfiguration der Anwendung. Indem sie alle wichtigen Informationen im Git-Repository speichern, sorgen Teams für Konsistenz und Transparenz im gesamten Entwicklungslebenszyklus.

2. CD-Pipeline (kontinuierliche Lieferung): Die CD-Pipeline automatisiert die Prozesse zum Erstellen, Testen und Bereitstellen der Anwendung. Sie überbrückt die Lücke zwischen Codeentwicklung und -bereitstellung und trägt zu einem reibungslosen Übergang von der Entwicklungs- in die Produktivumgebung bei. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass die Anwendung die Qualitätsstandards erfüllt.

3. Tool für die Anwendungsbereitstellung: Dieses Tool stellt die Anwendung in der gewünschten Umgebung bereit. Es übernimmt die Orchestrierung und Verwaltung von Anwendungsressourcen und stellt sicher, dass die Anwendung gemäß den im Git-Repository definierten Konfigurationen korrekt und effizient bereitgestellt wird.

4. Überwachungssystem: Das Überwachungssystem ist unerlässlich für die Aufrechterhaltung des Anwendungszustands und überwacht die Anwendungsleistung. Es sammelt Daten und bietet dem Entwicklungsteam umsetzbare Erkenntnisse und Feedback, damit die Teammitglieder fundierte Entscheidungen treffen und alle auftretenden Probleme schnell angehen können.

Zusammen bilden diese Komponenten einen zusammenhängenden GitOps-Workflow, der nicht nur die Effizienz und Zuverlässigkeit von Anwendungsbereitstellungen verbessert, sondern auch mit modernen DevOps-Praktiken in Einklang steht, indem er die Automatisierung, Überwachung und kontinuierliche Verbesserung unterstützt.