مقایسه دواپس، IaC و GitOps؛ بررسی سه مفهوم مهم در توسعه نرم‌افزار

اگر فردی هستید که در زمینه مدیریت یا توسعه زیرساخت نرم‌افزاری فعالیت می‌کنید، حتما کلمات DevOps، GitOps و IaC به گوشتان خورده است. هر سه این مفاهیم، هدف مشخص و البته مشابهی دارند: بهبود کیفیت و سرعت تحویل نرم‌افزار. اگر بخواهیم تفاوت بین این سه تعریف را به خوبی درک کنیم، اول باید به خوبی با هر تعریف آشنا شویم و سپس به مقایسه دواپس، IaC و GitOps بپردازیم.

در این مقاله قصد داریم نگاهی به مفاهیم دواپس، GitOps و زیرساخت به عنوان کد یا IaC بیندازیم و در نهایت، این سه تعریف را با هم مقایسه کنیم. با ما همراه باشید.

DevOps چیست؟

دواپس مجموعه‌ای از فرهنگ و روش‌ها است، که برای افزایش سرعت تحویل نرم‌افزارهای باکیفیت به مشتریان نهایی، ایجاد شده‌اند. دواپس و هدف نهایی آن، با استفاده از فرایندها و پل‌های ارتباطی و همکاری پیوسته بین تیم‌های توسعه (Development) و عملیات (Operation) ممکن می‌شود.

هدف یک مهندس دواپس مشخص است؛ ساده کردن و خودکارسازی همه‌چیز (تا جای ممکن!). این ساده‌سازی نه تنها خود نرم‌افزار در حال ساخت، که فرایندهای درون تیمی را هم شامل می‌شود.

هسته اصلی دواپس، تمرکز روی ۸ اصل توسعه نرم‌افزار است و هدف نهایی هم، ادغام این اصول و فرایندها با زیرساخت نرم‌افزار است. اگر دواپس به درستی پیاده‌سازی شود، ارزش چشم‌گیر و بزرگی را به شرکت اضافه می‌کند.

Infrastructure-as-code یا زیرساخت به عنوان کد چیست؟

زیرساخت به عنوان کد که به صورت مختصر IaC نام دارد. ایده‌ای است که بر اساس آن، زیرساخت نرم‌افزاری خود را با استفاده از فایل تنظیمات و پیکربندی (Config) و فایل راهنما (Manifest) می‌سازید. اما قبل از عمیق شدن در این مفهوم، باید اول با دو روش مرسوم مدیریت زیرساخت نرم‌افزار، یعنی روش Declarative و روش Imperative، آشنا شوید.

روش Imperative؛ روش الزامات با تمرکز بر چگونگی

در روش Imperative، زیرساخت به شکل مرحله به مرحله ساخته می‌شود. بگذارید با یک مثال ساده توضیح دهیم. در این روش، مدیر سیستم از طریق SSH به یک سرور وصل می‌شود، سپس به صورت دستی هر خط فرمان (Command) را در رابط خط فرمان (CLI) وارد می‌کند. این دستورات اجزای اساسی را می‌سازند، پکیج‌های لازم را نصب می‌کنند و یا تنظیمات سرور را تغییر می‌دهند.

البته، هیچ الزامی برای ورود دستی فرمان‌ها وجود ندارد و این فرایند می‌تواند تا حد مشخصی خودکار شود؛ یعنی ادمین می‌تواند یک بش اسکریپت (Bash Script)‌ برای اجرای این فرمان‌ها ایجاد کند. اما در نهایت شیوه اجرایی و فرمان‌ها یکسان هستند و به صورت متوالی، اجرا می‌شوند.

نکته منفی این روش، عدم انعطاف‌پذیری آن است. در این روش فرمان‌ها ثابت هستند و اگر بخواهید تغییری در یک سرور ایجاد کنید، باید به صورت دستی اقدام کنید. علاوه بر این اگر روی یک سرور مشخص تغییرات زیادی ایجاد کنید، این سرور دچار انحراف می‌شود؛ یعنی ساختار سرور از سایر سرور‌ها متفاوت می‌شود و وضعیت رانش پیکربندی (configuration drift) رخ می‌دهد.

شاید اگر با تعداد کمی سرور سروکار داشته باشیم، این موضوع مشکلی ایجاد نکند. اما اگر یک درصد احتمال افزایش مقیاس را بدهیم، آن وقت با صدها یا هزاران سرور روبرو می‌شویم و این روش، باعث آشفتگی و آشوبی خواهد شد که مدیریت آن تقریبا غیرممکن است.

روش Declarative؛ تمرکز بر وضعیت نهایی

حالا نوبت به روش Declarative می‌رسد؛ روشی که شکل امروزی IaC را ایجاد کرده است. در این روش، ما فایل‌های پیکربندی و راهنما را از قبل به سرور یا برنامه می‌دهیم. این فایل‌ها معمولا حاوی متغیرهای قابل تغییر و دستورالعمل‌هایی هستند که از ابتدا، بر نحوه ساخت و عملکرد سرور یا اپلیکیشن نظارت می‌کنند.

این شیوه از فرمان‌های Bash مرسوم که همگی در بش اسکریپت به خط شده‌اند، استفاده نمی‌کند؛ در عوض از ساختار جفت/کلید (Key/Pair) که معمولا در قالب JSON یا YAML دیده می‌شود، بهره می‌برد. سپس با استفاده از ابزار یا نرم‌افزاری که بتواند این فایل را بخواند، تغییرات لازم را در زیرساخت ایجاد می‌کند.

مشهور‌ترین و پرکاربردترین ابزارهای IaC عبارتند از : Chef، Ansible، Puppet و Terraform. هرکدام از این ابزارها، روش و تکنیک و حتی فرمت خاصی از فایل را دارند. برای یادگیری این ابزارها، می‌توانید از سایت‌های مختلف، ویدیو‌های یوتیوب و حتی دوره‌های رایگان و پولی استفاده کنید.

مزایای IaC

با استفاده از روش زیرساخت به عنوان کد، چندین سرور مختلف با استفاده از یک فایل اجرا می‌شوند و شما تنها وظیفه نگهداری از این فایل‌ را دارید. یکی از مزایای این موضوع این است که اگر یک فایل تنظیمات روی یک سرور به درستی کار کند، قطعا روی سایر سرور‌ها هم کار می‌کند.

همچنین اگر قصد حذف یک بخش از فرایند را داشته باشید، می‌توانید به سادگی تغییرات خود را در فایل ایجاد کنید و ابزار شما، این تغییرات را بر اساس محتوای فایل، روی سرور‌های هدف ایجاد می‌کند.

از آنجایی که فایل‌های تنظیمات و راهنما معمولا کم حجم هستند، این موضوع به شما یک زیرساخت قابل تست و تغییر می‌دهد. به این شکل که اگر سروری را با توجه به فایل پیکربندی ساختید و نتیجه دلخواه نبود، می‌توانید تغییرات مختلفی را در فایل پیکربندی اعمال کنید و سرور جدید را بسازید؛ این کار تا جایی تکرار کنید که به معماری و خروجی دلخواه برسید.

این قابلیت مشکل تکرارپذیری و مقیاس‌پذیری زیرساخت را حل می‌کند؛ چرا که شما می‌توانید با تنها یک فایل، چندین سرور شبیه به هم را در زمان بسیار کوتاهی، ایجاد کنید.

GitOps چیست؟

گیت‌آپس (GitOps) فرایندی است که در آن، روش‌های IaC با مزایایی که Git دارد، ترکیب و تقویت می‌شوند. کمی قبل‌تر توضیح دادیم که در IaC، از فایل‌های راهنما و پیکربندی استفاده می‌کنیم که شامل همه چیز درباره زیرساخت ما هستند و هر تغییری که بخواهیم در سرور‌ها ایجاد کنیم، از طریق همین فایل‌ها ایجاد می‌شوند. با این حال، در این روش هم یک ادمین باید به صورت دستی تغییرات لازم را در فایل‌ها ایجاد و دستور «اعمال» تغییرات را روی این فایل‌ها اجرا کند.

با استفاده از GitOps، فرایند اتوماسیون ساده‌تر و یکپارچه‌تر می‌شود. در این حالت، نیازی نیست که ادمین به صورت دستی تغییرات را در زیرساخت ایجاد کند؛ تنها کافیست که تغییرات، درست مانند زمانی که در کدهای برنامه تغییر ایجاد می‌شود، روی ریپو (Repository) گیت، Commit شوند.

با این کار، تغییرات در کد یا زیرساخت، با هر همگام‌سازی، روی همان ریپو به‌روزرسانی می‌شوند. برای اجرای همگام‌سازی در GitOps دو روش وجود دارد. روش Pull Deployment و روش Push Deployment.

روش Pull Deployment

روش Pull همانطور که از اسم آن مشخص است، برنامه یا زیرساخت شما را به شکلی پیکربندی می‌کند که به طور مداوم برای همگام‌شدن، تغییرات را از Git Repository بگیرد یا به اصطلاح Pull کند.

در این حالت هر تغییری که در ریپو ایجاد شود، توسط عنصری که نیاز به تغییر دارد، Pull خواهد شد. استفاده از این روش سریع و ساده است؛ چرا که نیازی به پایپ‌لاین‌های پیچیده ندارد و تنها یک Bash اسکریپت داخلی برای اجرای آن کافی است.

روش Push Deployment

در مقابل روش Pull، روش Push قرار دارد. برای اجرای این روش به پایپ‌لاین‌های خودکار در Git Repository خود نیاز دارید تا هر زمان که تغییری در ریپو ایجاد شد، مستقیما روی زیرساخت اعمال شود. برای اجرای این روش، به زمان و انرژی بیشتری در ابتدای مسیر نیاز دارید.

مزایای گیت و GitOps

از مزایای اصلی Git، می‌توانیم به امکان ساخت نسخه، شفافیت، امنیت و ادغام مداوم (CI) اشاره کنیم. با کمک GitOps می‌توانیم تمام این قابلیت‌ها را به زیرساخت خود منتقل کنیم. با کمک Git Branching process می‌توانید به چندین ادمین، دسترسی کار همزمان روی یک ریپو را بدهید. برای این کار باید ابتدا ریپوزیتوری را روی سیستم کار خود Pull کنید، تغییرات را اعمال کنید و سپس یک درخواست ادغام (Merge Request) ثبت کنید که توسط دیگران بررسی و تایید می‌شود.

این کار امنیت زیرساخت شما را افزایش می‌دهد چرا که تنها تغییرات تایید شده در ریپوزیتوری Commit می‌شوند. اگر یک تغییر مشکلات زیادی را در زیرساخت شما ایجاد کند و منجر به Crash کردن آن بشود، می‌توانید به راحتی به نسخه قبلی برگردید و تغییرات را به ریپو برگردانید تا زیرساخت شما مجددا همگام و ترمیم شود.

بهترین بخش ماجرا اینجاست که برای استفاده از GitOps، فقط لازم است کار با گیت را یاد بگیرید. یکی از مهارت‌های اصلی که هر مهندس دواپس لازم دارد، تسلط به Git است. داشتن مهارت‌های اولیه ضروری، تفاوت بین یک مهندس دواپس خوب و مهندس دواپس بد را مشخص می‌کند.

مقایسه دواپس، IaC و GitOps؛ در کنار هم

حالا که درباره این مفاهیم صحبت کردیم و تفاوت آن‌ها را متوجه شدید؛ بیایید هر سه را خلاصه کنیم، کنار هم قرار دهیم و تفاوت‌های کلیدی بین آن‌ها را ببینیم.

جمع‌بندی

در این مقاله سعی کردیم نگاهی جامع به سه روش مدیریت زیرساخت در توسعه نرم‌افزار، یعنی دواپس، GitOps و زیرساخت به عنوان کد (IaC) داشته باشیم. DevOps زیربنای اصلی توسعه نرم‌افزار است. هر کدام از بهبود‌های فرایندی یا خودکار‌سازی‌هایی که ما انجام می‌دهیم، در نهایت باید اصول توسعه نرم‌افزار را بهبود بدهند.

IaC روشی را به ما معرفی می‌کند که در آن می‌توانیم به سادگی زیرساخت خود را مدیریت کنیم، قابلیت نگهداشت آن را بهبود بدهیم و به مقیاس‌پذیری در زیرساخت برسیم. در نهایت GitOps با استفاده از مزایا و قابلیت‌های گیت، روش IaC را تقویت می‌کند و با کمک پایپ‌لاین‌هایی که تغییرات را به صورت خودکار اعمال می‌کنند، CI/CD را هم بهبود می‌بخشد.

منبع: www.kodekloud.com

نویسنده: سارا احمدیان