Key-Takeaways

ArgoCD（Kubernetes事实上的CD工具）通过使用GIT作为单一事实来源，使部署发布变得顺畅。您可以在Git中定义应用程序状态，ArgoCD将保持集群处于期望状态。

与传统基于推送的方法不同，ArgoCD在集群内部运行并从Git拉取变更，这确保API密钥和密钥不被暴露，使其成为大型企业更安全可靠的选择。

LoveHolidays和CVTE等大型企业采用ArgoCD处理大规模部署。例如LoviHoliday每月处理数万亿请求和1500多次部署，这都归功于ArgoCD。

ArgoCD解决了持续交付的核心挑战，如配置漂移、自动化部署工作流和多集群应用一致性。它确保跨环境的一致性，并让您只需一键即可回滚到先前版本，减少错误和压力。

本博客包含一个动手演示，展示在minikube集群上设置ArgoCD并实时观察同步变更的简易性。

Introduction

Kubernetes已经存在十多年，其应用一直在增长。Kubernetes（K8s）是Google于2014年推出的开源容器编排系统，自动化软件部署、扩展和管理。

最初由Google开发，后移交云原生计算基金会（CNCF），由超过8万贡献者的社区维护和开发。它为我们提供无缝部署，但为了确保从开发到生产的新代码版本一致且自动化交付，无需手动干预，我们需要在Kubernetes中实现持续交付（CD）。

市场上有许多Kubernetes CD工具，但流行的包括ArgoCD、FluxCD、JenkinsX和GitHub Actions。其中，ArgoCD因其声明式和版本控制系统成为大型企业的热门选择。根据官方文档：

ArgoCD是Kubernetes的声明式GitOps持续交付工具。

应用定义、配置和环境是声明式的，应用部署和生命周期管理是自动化且易于理解的，这使得使用ArgoCD成为许多公司的理想选择。

How does ArgoCD work?

ArgoCD遵循GitOps模式。它使用Git仓库作为定义期望应用状态的事实来源。它为我们提供多种选项来描述Kubernetes清单：

• Kustomize应用
• Helm图表
• Jsonnet文件
• 纯直接YAML/JSON清单
• 任何配置为配置管理插件的自定义配置管理工具

它在指定目标环境中自动化应用的期望状态。您可以通过分支和标签跟踪应用部署，或固定在Git提交的特定清单版本。

ArgoCD实现为Kubernetes控制器，持续监控运行中的应用，并将当前状态与期望状态（如Git仓库中指定）进行比较。Git仓库中的配置是单一事实来源。

当期望状态与当前状态不同时，应用处于OutOfSync状态。对此，ArgoCD报告并可视化差异，同时提供自动或手动将实时状态同步回期望目标状态的设施。Git仓库中的任何修改都将改变应用的期望状态。

Push V/S Pull Based CI/CD

早期CI/CD实现依赖推送驱动行为，将集群连接到CI/CD平台，并在流水线中使用Kubectl和HELM等工具应用Kubernetes变更。

ArgoCD是基于拉取的CI/CD系统。它在Kubernetes集群内部运行，并从仓库拉取源。Argo然后为您应用变更，无需手动配置流水线。

此模型比基于推送的工作流更安全。您不必暴露集群的API服务器或在CI/CD平台存储Kubernetes凭据。泄露源仓库仅让攻击者访问您的代码，而不是代码和实时部署的路径。

Architecture

来源：ArgoCD官方文档

组件：

ArgoCD有三个组件：API服务器、仓库服务器和应用控制器。每个都扮演关键角色；如果任何一个失败，应用将失败。让我们深入了解它们：

• API服务器：API服务器是gRPC/REST服务器，暴露Web UI、CLI和CI/CD系统使用的API。它具有以下职责：

  • 应用管理和状态报告
  • 涉及应用操作（例如同步、回滚）
  • 仓库和集群管理
  • 认证及其外部身份提供者
  • RBAC执行
  • Git Webhook监听器

• 仓库服务器：内部服务器维护持有应用清单的git仓库的本地缓存。主要职责包括在提供以下输入时生成并返回Kubernetes清单：

  • 仓库URL
  • 修订（提交、标签、分支）
  • 应用路径
  • 模板特定设置：参数、helm values.yaml

• 应用控制器：Kubernetes控制器持续监控运行中的应用，并将当前状态与期望状态（如git仓库中指定）进行比较。它检测OutOfSync应用状态，并可选择采取纠正措施。它主要负责调用用户定义的钩子处理生命周期事件，包括Pre-Sync、Sync和Post-Sync。

Challenges with Continuous Delivery

Argo CD通过为部署实施GitOps方法应对若干持续交付挑战。它通过管理持续漂移、简化操作并确保更一致可靠的发布来自动化部署。以下是Argo CD解决的一些关键挑战：

• 配置漂移：Argo CD确保部署反映Git中定义的期望应用状态（单一事实来源），并防止集群内错误配置。
• 自动化和可靠性：通过消除手动步骤和减少错误来自动化部署。
• 一致性和可靠性：使用Git作为源代码确保跨环境一致部署，提高可靠性。
• 多集群管理：通过简化分布式环境中多个Kubernetes集群的部署来支持多集群管理。
• 简化操作：通过提供用户友好界面简化操作，并自动化如一键回滚等任务。

ArgoCD Features

• 自动化部署应用到指定目标环境
• 支持多种配置管理/模板工具（Kustomize、Helm、Jsonnet、纯YAML）
• 能够管理和部署到各种集群
• 多租户和RBAC策略进行授权
• 回滚/任意回滚到Git仓库中提交的任何应用配置
• 自动或手动同步应用到期望状态
• Web UI提供应用活动实时视图
• CLI用于自动化和CI集成，Webhook集成（GitHub、BitBucket、GitLab）
• 访问令牌用于自动化
• 应用事件和API调用的审计跟踪
• Prometheus指标
• 参数覆盖用于覆盖Git中的helm参数

Case Studies: How do big enterprises like LoveHolidays, CVTE, and BabyLon leverage ArgoCD to enhance productivity?

ArgoCD于2020年3月26日被CNCF接受为孵化成熟度级别，随后于2022年12月6日移至毕业成熟度级别。它已帮助许多公司，如Love Holidays和CVTE，运行工作流、管理集群并正确实施GitOps。

LoveHolidays是英国和爱尔兰增长最快的在线旅行社之一。2023年扩展到德国市场，为客户提供无限选择、无与伦比的便利和不可错过的价值，提供完美的假期体验。由于用户基数增长，他们发现难以提高整体可观察性和事件检测。

为解决此问题，LoveHolidays采用LinkerD作为Kubernetes服务网格，ARGOCD用于GitOps，Argo Rollouts用于支持金丝雀部署。就数字而言，LoveHolidays每天处理数万亿酒店和航班组合，每月部署1500多次生产部署，在生产中运行约5000个pod，约300个部署/StatefulSets。

最近，他们从Flux迁移到Argo CD，借助Gitops驱动的部署，他们一个月内向生产部署了1500多次。

CVTE总部位于中国，是一家拥抱云原生技术的电子公司，多年来一直在Kubernetes上运行服务。他们的大多数应用在私有环境中的裸金属和边缘集群上运行，使得在集群外部访问这些应用具有挑战性。

为解决此问题，他们使用OpenELB，通过第2层模式暴露裸金属上的负载均衡器服务。他们使用ArgoCD构建自动化流水线，Nginx Ingress处理第7层请求。在他们的域中，当他们访问ArogCD服务器时，系统将请求转发到广播其请求的路由器。

通过使用ARGOCD和openELB，公司降低了基础设施复杂性，增强了自愈能力，并改善了监控能力。

BabyLon是2013年推出的英国初创公司，帮助革新医疗服务，将医生预约等待时间从几周或两周减少到仅几分钟或几小时。他们的产品利用机器学习和人工智能，内部运行服务的功率不足。

为解决此问题，他们于2018年使用Kubeflow将面向用户的应用迁移到Kubernetes平台，变化惊人！团队可以即时访问，而不是等待数小时或数天计算。临床验证过去需要10小时，现在在20分钟内完成。使用ArgoCD进行GitOps，团队可以大规模扩展流程。

Best Practices for Using Argo CD

以下是使用Argo CD时需牢记的一些最佳实践：

• 使用ApplicationSets进行动态应用管理——利用ApplicationSets从模板自动化部署类似应用（例如每个租户或集群），减少样板和手动干预。
• 固定Argo CD版本和CRD——避免自动升级Argo CD或其自定义资源定义；显式固定版本以避免破坏性变更或应用中的意外行为。
• 应用资源排除和忽略差异——配置资源排除或差异设置（例如忽略状态字段）以防止误报漂移检测。
• 标记和标签应用以进行自动化和审计——在ArgoCD应用上使用一致元数据以实现自动化过滤、报告或生命周期管理。
• 在专用命名空间或集群中运行ArgoCD——将Argo CD隔离到特定命名空间或集群以简化访问控制，避免冲突并提高操作清晰度。

A Practical Demonstration

了解Argo CD及其应用后，让我们进行动手演示，看看它是如何工作的。我们将在minikube集群中安装Argo CD并见证奇迹。请遵循以下步骤：

如果未安装minikube，请从其官方网站安装并运行以下命令：

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minikube start

使用以下命令安装ArgoCD：

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kubectl create namespace argocd
kubectl apply -n argocd -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-cd/stable/manifests/install.yaml

使用以下命令获取初始密码：

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kubectl -n argocd get secret argocd-initial-admin-secret -o jsonpath='{.data.password}' | base64 -d

复制输出并保存供下一步使用。

使用端口转发暴露ArgoCD API服务器：

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kubectl port-forward svc/argocd-server -n argocd 8081:443

现在访问localhost:8081，您将收到警告，接受风险并继续。

在用户名中输入’admin’；密码是上一步保存的输出。

提供凭据后，您将看到ArgoCD仪表板。单击Create Application并提供以下配置：

• 应用名称：argo-cd-demo
• 项目名称：default
• 同步策略：Automatic

在源下，提供以下配置：

• 仓库URL：https://github.com/sitepoint-editors/argocd-demo
• 修订：Head
• 路径：manifests

在目标下，提供以下配置：

• 集群URL：https://kubernetes.default.svc
• 命名空间：default

并点击Create。等待2-3分钟，以便pod健康运行。

现在在终端中，运行以下命令更改nginx-deployment的副本数：

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kubectl scale --replicas=2 deployment/nginx-deployment

您将注意到pod数量将增加到2，应用状态将为OutOfSync。但是，一旦单击Sync，它将自动恢复到先前版本，如我们的git仓库中指定了三个副本。您可以启用自愈以自动执行此任务。

由于我们的同步策略设置为自动，让我们在git仓库中进行一些更改，看看它们是否反映在应用中。在deploy.yml中，将副本数改为8而不是3，并提交更改。几秒钟后，您将看到ArgoCD将拉取并在我们的应用中反映更改。

完成后，运行以下命令清理资源：

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minikube delete

References

• ArgoCD官方文档
• Kubernetes官方文档
• CNCF案例研究