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DAY 22
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Kubernetes

當 Quarkus 想要騎乘駱駝並用8腳章魚掌控舵手 系列 第 22 篇

Argo CD 管理 Quarkus

16th鐵人賽 kubernetes argo cd quarkus
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目標

  1. Create Repositories
  2. Create application simple-app
  3. Kubernetes YAML
  4. Deploy application to dev cluster
  5. Try different sync mode
  6. Update git repo(Helm/application)

Create Repository

要讓 ArgoCD 能夠實現 GitOps 的流程，必定要有一個 Repository，而 ArgoCD 的 Repository 由以下定義。

  • Type (表示 Repository 類型)
    • Git
    • Helm
    • etc.
  • URL (Repository URL)
  • Username (存取 Repository 的帳號)
  • Password (存取 Repository 的密碼)
  • TLS (是否為經過 TLS)

透過 repo add 指令新增 Repository 來源，指向放置 Kubernetes 部署檔案位置。當中 --project，選擇系統預設建立的 default，該物件負責做 RBAC 的應用功能或是存取 Kubernetes 存取控管。

$ argocd repo add --name app https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git --type git --project default
Repository 'https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git' added

從以下 proj list 指令可以看到該 default 物件。再 DESTINATIONS 中可以針對 Cluster 和 namespece 進行設定。

$ argocd proj list
NAME     DESCRIPTION  DESTINATIONS  SOURCES  CLUSTER-RESOURCE-WHITELIST  NAMESPACE-RESOURCE-BLACKLIST  SIGNATURE-KEYS  ORPHANED-RESOURCES
default               *,*           *        */*                         <none>                        <none>          disabled

借由 repo list 查看 STATUS 欄位是否有成功存取。

$ argocd repo list
TYPE  NAME  REPO                                             INSECURE  OCI    LFS    CREDS  STATUS      MESSAGE  PROJECT
git   app   https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git  false     false  false  false  Successful           default

假設想要讓此 simple-app 只能部署至 dev 環境的 team-a namespace，和限制可以在 namespace 存取的資源。可以設定該 Project，這邊會建立一個給 team-a 的 Project，建立方式如下。

argocd proj create team-a --src=https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git --dest=https://172.18.0.6:6443,team-a  --description="for dev" --allow-namespaced-resource=*/Service --allow-namespaced-resource=apps/Deployment

建立完成後透過 proj get {PROJECT_NAME} 是要可以看到建立的內容。

$ argocd proj get team-a
Name:                        team-a
Description:                 for dev
Destinations:                https://172.18.0.6:6443,team-a
Repositories:                https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git
Scoped Repositories:         <none>
Allowed Cluster Resources:   <none>
Scoped Clusters:             <none>
Denied Namespaced Resources: <none>
Signature keys:              <none>
Orphaned Resources:          disabled

建立完成後往下一步，可以建立第一個給 ArgoCD 管理的應用程式。

ArgoCD | projects
ArgoCD | CLI | argocd_proj_create

Create Application

當有了 Repositories 接著就是告訴 ArgoCD 要部署應用程式。而應用程式由以下組成

  • General
    • Name
    • Project
    • Sync Policy
  • Source
    • Repository
    • Revision
      • Branch/Tag
    • Path
  • Destination
    • Cluster Url/Cluster name
    • namespace
$ argocd app create quarkus-simple-app --project=team-a --sync-policy=manual --set-finalizer --repo https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git --path=application-simple/simple-app/kubernetes --revision=main --dest-name=k3d-dev-cluster --dest-namespa
ce=team-a --directory-recurse --directory-exclude=*.json
application 'quarkus-simple-app' created

關於參數，

  • --repo 選擇一開始要監控的 Repo
  • --revision 選擇遠方 Repo 的分支這邊使用 main
  • --path 遠方 Repo 下的目錄，這邊是該 Repo 下 Kubernetes YAML 檔案
  • --dest-name 指定部署的 Kubernetes 集群
  • --directory-recurse 遞規目錄
  • --directory-exclude 排除路徑
  • --sync-policy 同步政策
  • --project 綁定的 Project

接下去是佈署的目標這邊選擇 k3d 所建立的 dev 集群環境，namespace 這邊使用 dev

建立完成後至 ArgoCD 平台可以看到建立的 Application，改狀態要為 OutOfSync，因為 --sync-policy 設定為手動 (manual)。透過 argocd app sync 方式讓其進行同步，但會發現有錯誤，因為在範例的 YAML 它部署目的是 default 的 namespace 被 team-a 的 Project 擋掉。

$ argocd app sync argo/quarkus-simple-app
TIMESTAMP                  GROUP        KIND   NAMESPACE                  NAME    STATUS    HEALTH        HOOK  MESSAGE
2024-07-24T14:26:02+08:00   apps  Deployment     default            simple-app  OutOfSync  Missing              namespace default is not permitted in project 'team-a'
2024-07-24T14:26:02+08:00            Service     default            simple-app  OutOfSync  Missing              namespace default is not permitted in project 'team-a'

Name:               argo/quarkus-simple-app
Project:            team-a
Server:             k3d-dev-cluster
Namespace:          team-a
URL:                https://argo.cch.com/applications/argo/quarkus-simple-app
Source:
- Repo:             https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git
  Target:           main
  Path:             application-simple/simple-app/kubernetes
SyncWindow:         Sync Allowed
Sync Policy:        Manual
Sync Status:        OutOfSync from main (8e010a7)
Health Status:      Missing

Operation:          Sync
Sync Revision:      8e010a7ce9c1a8cbcf978d9cc80756e59e70466f
Phase:              Failed
Start:              2024-07-24 14:26:01 +0800 CST
Finished:           2024-07-24 14:26:01 +0800 CST
Duration:           0s
Message:            one or more synchronization tasks are not valid

GROUP  KIND        NAMESPACE  NAME        STATUS     HEALTH   HOOK  MESSAGE
apps   Deployment  default    simple-app  OutOfSync  Missing        namespace default is not permitted in project 'team-a'
       Service     default    simple-app  OutOfSync  Missing        namespace default is not permitted in project 'team-a'
FATA[0001] Operation has completed with phase: Failed

被擋掉的 Kubernetes YAML，namespace 的欄位為 default，因此需要將其替換成 team-a

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  annotations:
    app.quarkus.io/quarkus-version: 3.12.3
    app.quarkus.io/commit-id: 18b38d579079f66b394f747aa55dd0b44b904fe8
    app.quarkus.io/vcs-uri: https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git
    app.quarkus.io/build-timestamp: 2024-07-24 - 04:55:05 +0000
  labels:
    app.kubernetes.io/name: simple-app
    app.kubernetes.io/version: 1.0.0-SNAPSHOT
    app.kubernetes.io/managed-by: quarkus
  name: simple-app
  namespace: default
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: 8080
  selector:
    app.kubernetes.io/name: simple-app
    app.kubernetes.io/version: 1.0.0-SNAPSHOT
  type: ClusterIP

進行變更後，再進行一次同步，會看見服務有正常被同步，但實際 Kubernetes 資源服務尚未部署成功。原因是為新增 ServiceAccount 資源。

$ argocd app sync argo/quarkus-simple-app
TIMESTAMP                  GROUP        KIND   NAMESPACE                  NAME    STATUS    HEALTH        HOOK  MESSAGE
2024-07-24T14:34:24+08:00            Service      team-a            simple-app  OutOfSync  Missing
2024-07-24T14:34:24+08:00   apps  Deployment      team-a            simple-app  OutOfSync  Missing
2024-07-24T14:34:24+08:00            Service      team-a            simple-app  OutOfSync  Missing              service/simple-app created
2024-07-24T14:34:24+08:00   apps  Deployment      team-a            simple-app  OutOfSync  Missing              deployment.apps/simple-app created
2024-07-24T14:34:24+08:00            Service      team-a            simple-app    Synced  Healthy              service/simple-app created

Name:               argo/quarkus-simple-app
Project:            team-a
Server:             k3d-dev-cluster
Namespace:          team-a
URL:                https://argo.cch.com/applications/argo/quarkus-simple-app
Source:
- Repo:             https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git
  Target:           main
  Path:             application-simple/simple-app/kubernetes
SyncWindow:         Sync Allowed
Sync Policy:        Manual
Sync Status:        Synced to main (c7a9761)
Health Status:      Progressing

Operation:          Sync
Sync Revision:      c7a9761e3d5bd281d2e514abc58e170da6447caf
Phase:              Succeeded
Start:              2024-07-24 14:34:24 +0800 CST
Finished:           2024-07-24 14:34:24 +0800 CST
Duration:           0s
Message:            successfully synced (all tasks run)

GROUP  KIND        NAMESPACE  NAME        STATUS  HEALTH       HOOK  MESSAGE
       Service     team-a     simple-app  Synced  Healthy            service/simple-app created
apps   Deployment  team-a     simple-app  Synced  Progressing        deployment.apps/simple-app create

下面宣告了 ServiceAccount 資源。

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  labels:
    app.kubernetes.io/managed-by: devops
    app.kubernetes.io/name: simple-app
    app.kubernetes.io/version: 1.0.0-SNAPSHOT
  name: simple-app
  namespace: team-a

宣告 ServiceAccount 後在同步一次，發現 ServiceAccount is not permitted in project team-a 這表示 ServiceAccount 資源被 team-a 的 Project 拒絕。對於 team-a 的 Project，只允許 Service 和 Deployment 資源可被開發端使用。

$ argocd app sync argo/quarkus-simple-app

Name:               argo/quarkus-simple-app
Project:            team-a
Server:             k3d-dev-cluster
Namespace:          team-a
....
GROUP  KIND            NAMESPACE  NAME        STATUS   HEALTH       HOOK  MESSAGE
       ServiceAccount  team-a     simple-app  Unknown  Missing            resource :ServiceAccount is not permitted in project team-a
       Service         team-a     simple-app  Synced   Healthy
apps   Deployment      team-a     simple-app  Synced   Progressing
FATA[0000] Operation has completed with phase: Failed

為了讓開發端能夠使用 ServiceAccount 必須更改 team-a 的 Project 資源。

$ argocd proj set team-a --allow-namespaced-resource=*/ServiceAccount --allow-namespaced-resource=*/Service --allow-namespaced-resource=apps/Deployment

然而，在 ArgoCD 平台 Application 上，可以如下看到資源狀態。

透過 app get 指令，可以看到當前部署上去的應用程式狀態。像是 Health Status 健康狀態、部署至哪個 Kubernetes 集群等。--show-operation 會再把 ArgoCD 同步資訊詳細列出，像是 Operation、Sync Revision、Phase 等欄位。

$ argocd app get argo/quarkus-simple-app --show-operation
Name:               argo/quarkus-simple-app
Project:            team-a
Server:             k3d-dev-cluster
Namespace:          team-a
URL:                https://argo.cch.com/applications/quarkus-simple-app
Source:
- Repo:             https://github.com/CCH0124/K8s-with-quarkus.git
  Target:           main
  Path:             application-simple/simple-app/kubernetes
SyncWindow:         Sync Allowed
Sync Policy:        Manual
Sync Status:        Synced to main (385b096)
Health Status:      Healthy

Operation:          Sync
Sync Revision:      385b0966397f824d6ba839e21ff02512f38ced98
Phase:              Succeeded
Start:              2024-07-24 23:50:17 +0800 CST
Finished:           2024-07-24 23:50:17 +0800 CST
Duration:           0s
Message:            successfully synced (all tasks run)

GROUP  KIND            NAMESPACE  NAME        STATUS  HEALTH   HOOK  MESSAGE
       ServiceAccount  team-a     simple-app  Synced                 serviceaccount/simple-app unchanged
       Service         team-a     simple-app  Synced  Healthy        service/simple-app unchanged
apps   Deployment      team-a     simple-app  Synced  Healthy        deployment.apps/simple-app created

那這邊應該會覺得奇怪，怎看不到 ReplicaSet 和 Pod 資源，原因其實也是 Project 資源設定問題，進行資源上的更改，其 ArgoCD 平台資源就可以存取，即新增資源存取權限，注意這邊 Kubernetes 環境是有把資源建立起來。

  • apps/ReplicaSet
  • */Pod

Application 對於 ArgoCD 來說是對應 Application CRD 因此透過 kubectl 指令也是可以獲取資訊，如下。

$ kubectl get application -A -owide
NAMESPACE   NAME                 SYNC STATUS   HEALTH STATUS   REVISION
argo        quarkus-simple-app   Synced        Healthy         385b0966397f824d6ba839e21ff02512f38ced98

到這邊基本上可以透過 ArgoCD 建立一個應用程式讓 ArgoCD 管理。下面部分會針對 ArgoCD 的 Application 進行探討。

Sync Policy

當 ArgoCD 偵測到 Git 中所需的 Kubernetes YAML 與 Kubernetes 資源中的即時狀態之間的差異時，它能夠自動同步 Application。優勢是對於持續部署時能夠不必直接與 ArgoCD API 進行交互，制只需要將 YAML 檔的變化提交至 Git 儲存庫即可。但處於已同步或錯誤狀態的應用程式不會嘗試自動同步。

以下是 Automated Sync (自動同步)特性，對於本篇範例是使用手動，但讀者可以使用自動同步

  • 每三分鐘輪循一次 Git 儲存庫
    • timeout.reconciliation 值可來變更設定
  • Automatic pruning(自動修剪)
    • 預設情況下，當 ArgoCD 偵測到該資源在 Git 中不再可用時，不會刪除(修剪)任何資源，且該資源將處於 OutOfSync 狀態。如果想讓 ArgoCD 刪除這些資源，須設定此值
    • 要將不再使用資源進行移除時，可以手動進行同步並選擇修剪 (prune)
  • Automatic Allow-Empty(允許空資源)
  • Automatic Self-Healing(自動修復)
    • 對於 ArgoCD 所管理的 Kubernete 集群的資源所做的變更不會觸發自動同步
    • 預設 5 秒再同步一次

這邊有一個重點，無法對啟用了自動同步的應用程式執行回滾。也就是 ArgoCD 中對於 Application 資源的歷史紀錄不會記錄。

ArgoCD | Automated Sync Policy

上述提到是自動同步，但在 ArgoCD 平台上是允許選擇性同步，也就是可以選擇某個資源，可能是 Service 或是 ServiceAccount 等。

為了將 ArgoCD 的 Application 資源變動為自動同步且帶有自動修復配置，可藉由 app set 指令如下配置。

$ argocd app set argo/quarkus-simple-app --sync-policy=automated  --self-heal

透過 app get 加上 -oyaml(輸出 YAML 格式)，可以看到成功配置。

$ argocd app get argo/quarkus-simple-app  -oyaml | grep -A 10 "syncPolicy"
  ...
--
  syncPolicy:
    automated:
      selfHeal: true
...

現在假設一個場景，某個開發人員，手動對 Kubernetes 集群中的資源進行 scale 的動作。但因為 selfHeal 的關係而禁止了該開發人員的臨時變動，演示如下。

  1. 切換至 k3d-dev-cluster 環境
$ kubectl config use-context k3d-dev-cluster
  1. 手動對 team-a namespace 中的 Pod 數量進行 scale 
$ kubectl -n team-a scale deployment simple-app --replicas 3
  1. 被 ArgoCD 的策略約束，擴展後被移除。這某方面保護了，非法存取的動作
$ kubectl -n team-a get pods -w
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
simple-app-77d8b45846-d27v8   1/1     Running   0          8h
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     Pending   0          0s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     Pending   0          0s
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     Pending   0          0s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     Pending   0          0s
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     ContainerCreating   0          0s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     ContainerCreating   0          0s
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     Terminating         0          0s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     Terminating         0          0s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     Terminating         0          2s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     Terminating         0          2s
simple-app-77d8b45846-mkl4k   0/1     Terminating         0          2s
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     Terminating         0          2s
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     Terminating         0          2s
simple-app-77d8b45846-h6gsj   0/1     Terminating         0          2s

Health status

健康狀態對於 Argo CD 來說也是一個重要核心概念，下面列出相關解釋。

  • Healthy
    • 表示當前應用程式是健康
  • Progressing
    • 資源未處於健康即資源存在部分問題可能還在被編排，但仍在持續進行同步中，可能等一下就會是健康狀態
  • Degraded
    • 資源未滿足到指定狀態，可能是資源配置錯誤、資源部署失敗
  • Suspended
    • 資源暫停，等待外部事件恢復。例如：暫停的 CronJob 或暫停的 Deployment

對於 ArgoCD 來說健康狀態是可以自行定義，透過 resource.customizations 配置。

Sync Status

基本上 ArgoCD 提供以下的同步狀態

  • Synced
    • 表示 Git 中管理的資源與 Kubernetes 集群中的實際資源狀態完全一致，最理想的狀態
  • OutOfSync
    • 表示 Git 中管理的資源與 Kubernetes 集群中的實際資源狀態不一致
  • Unknown
    • 表示 ArgoCD 無法確定 Application 資源的當前狀態。可能是 ArgoCD 無法存取 Kubernetes 集群或資源定義存在錯誤
  • Progressing
    • 表示 ArgoCD 正在同步 Application 資源，需要一些時間，取決於資源的複雜性和集群的規模
  • Failed
    • 表示 ArgoCD 在同步 Application 資源時遇到錯誤

ArgoCD 平台上對於管理資源也能夠紀錄說當前狀態是誰進行提交，提交內容是什麼，這讓整個管理人員，有一個可稽核和追查的依據。


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  2. 28
    Argo CD - notification
  3. 29
    Argo rollouts - blue/green
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    Argo CD - Git strategies
  5. 31
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