解锁ArgoCD：通过简化Kubernetes部署释放其强大能力

关键要点

• ArgoCD（Kubernetes的事实CD工具）通过将GIT作为单一事实来源，使部署发布变得平滑。您可以在Git中定义应用程序状态，ArgoCD将保持集群处于所需状态。
• 与传统的基于推送的方法不同，ArgoCD在集群内部运行并从Git拉取更改，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，全赖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。它确保环境间的一致性，并让您一键回滚到先前版本，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并实时观察同步更改的简易性。

介绍

Kubernetes已经存在十多年，其应用自那时起一直在增长。Kubernetes（K8s）由Google于2014年启动，是一个开源容器编排系统，自动化软件部署、扩展和管理。

最初由Google开发，后转移至云原生计算基金会（CNCF），由超过80,000名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的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是一个声明式的GitOps持续交付工具，用于Kubernetes。

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

ArgoCD如何工作？

ArgoCD遵循GitOps模式。它使用Git仓库作为定义所需应用程序状态的事实来源。它为我们提供多种选项来描述Kubernetes清单：

• Kustomize应用程序
• Helm图表
• Jsonnet文件
• 纯直接的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

它在指定的目标环境中自动化应用程序的所需状态。您可以通过分支和标签跟踪应用程序的部署，或固定到Git提交中的特定清单版本。

ArgoCD实现为Kubernetes控制器，持续监控运行的应用程序，并将当前状态与所需状态（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。

当所需状态与当前状态不同时，应用程序处于不同步状态。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所需目标状态的设施。Git仓库中的任何修改都将更改应用程序的所需状态。

基于推送与拉取的CI/CD

早期的CI/CD实现依赖于推送驱动行为，它将集群连接到CI/CD平台，并在管道中使用Kubectl和HELM等工具应用Kubernetes更改。

ArgoCD是一个基于拉取的CI/CD系统。它在Kubernetes集群内部运行，并从仓库拉取源。Argo然后为您应用更改，无需手动配置管道。

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

架构

组件：

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

• API服务器：API服务器是一个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：

  • 应用程序管理和状态报告
  • 涉及应用程序操作（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的Webhook监听器

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

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

• 应用程序控制器：Kubernetes控制器持续监控运行的应用程序，并将当前状态与所需状态（如git仓库中指定）进行比较。它检测不同步的应用程序状态，并可选择采取纠正措施。它主要负责调用用户定义的钩子以处理生命周期事件，包括预同步、同步和后同步。

持续交付的挑战

ArgoCD通过为部署实施GitOps方法，对抗若干持续交付挑战。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ArgoCD解决的一些关键挑战：

• 配置漂移：ArgoCD确保部署反映Git中定义的应用程序所需状态（单一事实来源），并防止集群内的错误配置。
• 自动化和可靠性：它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的一致部署，提高可靠性。
• 多集群管理：它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：它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特性

• 自动化部署应用程序到指定目标环境
• 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策略用于授权
• 回滚/滚动到Git仓库中提交的任何应用程序配置
• 应用程序自动或手动同步到所需状态
• Web UI提供应用程序活动的实时视图
• 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
• 应用程序事件和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

案例研究：LoveHolidays、CVTE和BabyLon等大型企业如何利用ArgoCD提高生产力？

ArgoCD于2020年3月26日被CNCF接受为孵化成熟度级别，然后于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，正确运行工作流、管理集群和执行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，为客户提供无限制选择、无与伦比的便利和不可错过的价值，提供完美的假期体验。自从用户基数增加后，他们发现提高整体可观察性和事件检测很困难。

为了解决这个问题，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每天处理数万亿的酒店和航班组合，每月部署超过1500次生产部署，在生产中运行约5000个pod，约有300个部署/有状态集。

最近，他们从Flux迁移到Argo CD，借助Gitops驱动的部署，他们在一个月内向生产部署了超过1500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。他们的大多数应用程序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程序具有挑战性。

为了解决这个问题，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构建自动化管道，并使用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的复杂性，增强了自愈能力，并改善了监控能力。

BabyLon是一家英国初创公司，于2013年推出，帮助革新医疗服务，并将医生预约的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，内部运行服务的电力不足。

为了解决这个问题，他们在2018年使用Kubeflow将面向用户的应用程序迁移到Kubernetes平台，变化令人难以置信！团队可以即时访问，而不是等待数小时或数天来计算。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。

使用Argo CD的最佳实践

以下是在使用Argo CD时应记住的一些最佳实践：

• 使用ApplicationSets进行动态应用程序管理—利用ApplicationSets从模板自动化类似应用程序（例如，每个租户或集群）的部署，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更改或应用程序中的意外行为。
• 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。
• 标记和标签应用程序用于自动化和审计—在ArgoCD应用程序上使用一致的元数据以实现自动过滤、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。

实战演示

了解Argo CD及其应用后，让我们进行一个动手演示，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：

1. 如果未安装minikube，请从其官方网站安装并运行以下命令：

   1	minikube start

2. 使用以下命令安装ArgoCD：

   1 2	kubectl create namespace argocd kubectl apply -n argocd -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-cd/stable/manifests/install.yaml

3. 使用以下命令获取初始密码：

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

   复制输出并保存以供下一步使用。

4. 使用端口转发暴露ArgoCD API服务器：

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

5. 现在转到您的localhost:8081，您将收到警告，接受风险并继续。

6. 在用户名中输入“admin”；密码是上一步保存的输出。

7. 提供凭据后，您将看到ArgoCD仪表板。单击创建应用程序并提供以下配置：

   • 应用程序名称：argo-cd-demo
   • 项目名称：default
   • 同步策略：自动

   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

   然后点击创建。等待2-3分钟，以便pod健康运行。

8. 现在在终端中，运行以下命令更改nginx-deployment的副本数量：

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

   您将注意到pod数量将增加到2，并且应用程序状态将变为不同步。但是，一旦您点击同步，它将自动恢复到先前版本，如我们的git仓库中指定的三个副本。您可以启用自愈以自动执行此任务。

9. 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程序中。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程序中反映更改。

10. 完成后，运行以下命令清理资源：

    1	minikube delete

参考文献

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