GitOps パターン（ぎっとおぷすぱたーん）

2025年11月17日

GitOps パターン（ぎっとおぷすぱたーん）

英語表記: GitOps Patterns

概要

GitOps パターンとは、システムやアプリケーションのデプロイ、設定、運用を自動化するために、バージョン管理システムであるGitを「真実の源泉（Single Source of Truth）」として利用する運用手法です。特に、コンテナ技術（Docker, Podman）で構築されたアプリケーションをKubernetes環境にデプロイする際の設定管理を、宣言的かつ監査可能にするために非常に有効なパターンです。このアプローチは、CI/CDパイプライン統合において、従来の「Push型」ではなく「Pull型」のデプロイメントを実現し、運用の信頼性とスピードを飛躍的に向上させます。

詳細解説

GitOps パターンは、コンテナ技術（Docker, Podman）とKubernetesの連携が深まる中で、その複雑な設定（マニフェストファイル）をいかに安全かつ一貫性をもって管理・適用するかという課題から生まれました。

目的と背景

従来のCI/CDパイプラインでは、アプリケーションのビルド（Dockerイメージ作成）後、CIツールが直接Kubernetesクラスターに接続し、設定を適用する「Push型」が主流でした。しかし、この方式には、CIツールにクラスターへの高い権限を持たせる必要がある点や、一度デプロイされた設定が外部から手動で変更された場合（設定ドリフト）を検知しにくいという課題がありました。

GitOps パターンは、これらの課題を解決します。目的は主に以下の3点です。

宣言的設定の実現: システムの「あるべき状態」をKubernetesのマニフェストとしてGitリポジトリに完全に記述します。
自動的な状態維持: クラスター内の実際の状態とGit上の「あるべき状態」を常に比較し、差分があれば自動的に修正（同期）します。
監査可能性と復旧の容易さ: すべての変更はGitのコミット履歴に残るため、誰が、いつ、何を、どのように変更したかが明確になり、問題発生時には容易に過去の状態へロールバックできます。

主要コンポーネント

GitOps パターンを構成する主要な要素は、コンテナ技術（Docker, Podman） → Docker と Kubernetes の連携 → CI/CD パイプライン統合の文脈において、以下のようになります。

アプリケーションリポジトリ: ソースコードとDocker設定（Dockerfile）を管理します。CIパイプラインはこのリポジトリの変更をトリガーにコンテナイメージをビルドします。
設定リポジトリ (Manifest Repository): Kubernetesのマニフェストファイル（YAML）やHelmチャート、Kustomize設定など、「あるべき状態」を定義するファイル群を管理します。ここがGitOpsにおける真実の源泉です。
オペレーター（同期ツール）: Argo CDやFluxといった専用のツールがこれにあたります。これらはKubernetesクラスター内部で動作し、設定リポジトリを定期的に監視（Pull）します。
Kubernetesクラスター: DockerやPodmanで作成されたコンテナイメージを実行する環境です。オペレーターはこのクラスターの状態を監視し、設定リポジトリと一致するように調整します。

動作原理（Pull型デプロイメント）

GitOps パターンの中核は「Pull型デプロイメント」です。

開発者がアプリケーションコードや設定に変更を加え、設定リポジトリにマージ（コミット）します。
クラスター内にデプロイされているオペレーター（例：Argo CD）が、設定リポジトリの変更を検知します（Pull）。
オペレーターは、リポジトリに記述された「あるべき状態」と、現在のKubernetesクラスターの「実際の状態」を比較します。
差分があれば、オペレーターは自動的にKubernetes APIを操作し、クラスターの状態を「あるべき状態」に同期（Sync）させます。

この仕組みにより、CI/CDパイプラインの最後のステップは、Kubernetesに直接デプロイするのではなく、「設定リポジトリを更新する」ことになります。これにより、セキュリティが向上し、デプロイの信頼性が高まるのです。これは、コンテナ環境の複雑な設定管理をシンプルにする、非常に洗練されたアプローチだと感じています。

具体例・活用シーン

GitOps パターンは、特にマイクロサービスアーキテクチャや大規模なコンテナ環境において、その真価を発揮します。

マルチクラスター管理: 複数の本番環境やステージング環境を持つ場合、それぞれの環境の設定リポジトリを用意し、オペレーターが各クラスターを管理することで、一貫性のある設定適用が容易になります。
環境構築の自動化: 新しい開発環境やテスト環境が必要になった際、既存の設定リポジトリをクローンし、新しいKubernetesクラスターにオペレーターを導入するだけで、すぐに環境が再現されます（Infrastructure as Codeの実現）。

アナロジー：自動運転の現場監督

GitOps パターンを理解するための比喩として、「自動運転の現場監督」をイメージしてみてください。

通常のCI/CD（Push型）は、設計者が完成した設計図を持って、直接作業員（Kubernetes）に「これを作れ！」と指示を出すようなものです。指示を出すには、設計者（CIツール）に現場で作業する権限が必要ですし、もし作業員が指示通りにやらずに勝手に変更を加えた場合、設計者はそれをすぐに知ることができません。

一方、GitOps（Pull型）では、設計図（マニフェストファイル）は必ず「Gitという金庫」に保管されます。現場には「自動運転の現場監督」（オペレーター）が常駐しています。

この現場監督の仕事は、以下の2つだけです。

金庫（Git）にある最新の設計図を常に確認すること。
現場（Kubernetesクラスター）の状態が、設計図と1ミリでも異なっていたら、即座に設計図通りに修正すること。

設計者が設計図（Git）を変更すれば、現場監督が自動でそれを検知し、現場を修正してくれます。これにより、現場監督に金庫へのアクセス権と現場の修正権限があればよく、設計者は現場に直接関与する必要がなくなるため、セキュリティが高まり、常に「あるべき状態」が維持されるわけです。これが、コンテナ環境における設定の信頼性を保証する、非常に強力な仕組みなのです。

資格試験向けチェックポイント

GitOps パターンは、近年、応用情報技術者試験や高度試験のセキュリティ、アーキテクチャ分野で概念的な理解を問われることが増えています。

| 試験レベル | 重点的に抑えるべきポイント |
| :— | :— |
| ITパスポート | CI/CD（継続的インテグレーション/継続的デリバリー）の文脈で、バージョン管理（Git）の重要性や、DevOps（開発と運用の一体化）を実現する手法の一つとして認識しておきましょう。 |
| 基本情報技術者 | 宣言的アプローチの理解が重要です。「どうするか」ではなく「どうあるべきか」を記述する手法です。また、従来のPush型デプロイメントとの違い（特にセキュリティ面）を理解し、Immutable Infrastructure（不変なインフラ）の概念と結びつけて学習すると効果的です。 |
| 応用情報技術者 | GitOpsがもたらすメリット（設定ドリフトの防止、監査可能性の向上、迅速なロールバック）を論述できるように準備が必要です。主要なツール（Argo CD, Flux）の役割や、Kubernetes環境におけるオペレーターパターンの実装例として理解を深めてください。また、Dockerでビルドしたイメージのタグ管理をGitコミットと連携させる手法（イメージのバージョン管理）も重要論点です。 |

学習のヒント:
GitOpsは、DevOpsをよりセキュアに、より自動的に行うための具体的なプラクティスです。「Gitが真実の源泉である」という中心思想を忘れず、特にKubernetesクラスター内部で動作する「コントローラー/オペレーター」が能動的に設定を引っ張ってくる（Pullする）仕組みを理解することが、試験対策の鍵となります。