Managing Multiple Applications on Kubernetes Using GitOps Principles

Abstract

Yritykset ja organisaatiot yhdistävät sovelluskehityksen ja IT-operaatioiden prosesseja kehittääkseen tuotteita nopeammin ja tehokkaammin. Kehitys- ja operaatiotiimien yhdistäminen lisää tuotteiden laatua ja arvoa asiakkaalle, kun yksi tiimi vastaa tuotteen kehityksestä, testauksesta, käyttöönotosta sekämonitoroinnista. Kyseistä menetelmää kutsutaan nimellä DevOps, ja siitä on tullut yleinen filosofia koko ohjelmistoalalla. DevOps periaatteet mahdollistavat jatkuvan ohjelmistotoimituksen, nopeammat ohjelmistojen päivitykset ja nopeamman ongelmien ratkaisun.

GitOps edustaa teknologiakeskeistä lähestymistapaa DevOpsiin. Kuten nimestä voi päätellä, GitOps käyttää Git-versionhallintajärjestelmää sovellusten ja järjestelmien määritysten hallintaan. GitOps tuo sovelluskehittäjille Gitistä tutut prosessit ja toiminnot käytettäväksi sovellusten hallinnassa. Sovellusten hallinnan lisäksi GitOps hyödyntää DevOpsin parhaita käytäntöjä, kuten yhteistyökäytäntöjä sekä jatkuvan koonnin työkaluja, ja soveltaa niitä infrastruktuuriautomaatioon. GitOpsin yksi periaatteista on kaiken automatisointi ja tämän ratkaisemiseksi GitOpsissa käytetään älykkäitä operaattoreita. Operaattorit vertaavat järjestelmän nykyistä tilaa haluttuun tilaan versionhallinnassa ja pitävät järjestelmän aina synkronoituna.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia GitOps menetelmien etuja sovellusten hallinnassa Kubernetes-klusterissa. Tutkimus sisältää konseptitodistuksen, jossa useita pilvisovelluksia hallitaan GitOps käytäntöjen avulla. Ensin esitellään GitOps periaatteet ja niihin liittyvät teknologiat ja verrataan kahta avoimen lähdekoodin GitOps-operaattoria. GitOpsin käyttöä sovellusten hallinnassa tutkitaan konseptitodistuksen perusteella.

Organizations are combining development and operations teams and principles to develop products with more excessive speed and efficiency. Combing development and operations teams increases product quality and value to the customer as a single team develops, tests, deploys and monitors the software. This specific method is called DevOps. The term DevOps comes from the combination of development (Dev) and operations (Ops). DevOps has become a prevalent philosophy across the software industry. DevOps principles enable continuous software delivery, faster lead time for changes, and faster resolution of problems.

GitOps represents a technology-focused approach to DevOps. GitOps term comes from the combination of a version control system called Git and IT operations (Ops). GitOps uses a version control system as the single source of truth, which means that everything that is part of a given system should be stored in the version control system. Using Git workflows and describing infrastructure as a code, GitOps brings developer experience to application management. Besides application management, GitOps takes DevOps best practices such as collaboration and continuous deployment tooling and applies them to infrastructure automation. GitOps also introduces operators for intelligent automation. Operators compare the running state of a system with the desired state and keep the system always in sync.

This thesis aims to introduce the benefits of using GitOps methods in application management on the Kubernetes cluster. The study contains a practical proof-of concept, where multiple cloud applications are managed with the GitOps best practices. First, the GitOps principles and related technologies are discussed, and two open-source tools are compared. Requirements for implementing GitOps in application management are then studied based on the proof-of-concept.