18 GitLab Architektur und Komponenten

GitLab ist mehr als nur ein Quellcode-Management-Tool – es stellt eine umfassende DevOps-Plattform dar, die Continuous Integration (CI) und Continuous Delivery (CD) nahtlos in den Entwicklungsprozess integriert. Um die volle Leistungsfähigkeit von GitLab für CI/CD nutzen zu können, ist es wichtig, die zugrunde liegende Architektur und die Hauptkomponenten von GitLab zu verstehen.

18.1 Übersicht über die GitLab Architektur

Die GitLab-Architektur ist so gestaltet, dass sie skalierbar und flexibel ist, um sowohl für kleine als auch große Entwicklungsumgebungen effizient zu arbeiten. Die Architektur besteht aus mehreren Schichten und Komponenten, die in einem verteilten System miteinander interagieren:

18.1.1 Hauptkomponenten von GitLab

1. GitLab Web Interface (Puma/Rails):
   • Dies ist die Benutzeroberfläche, die den Entwicklern und Administratoren den Zugriff auf alle GitLab-Funktionen ermöglicht. Es ist in Ruby on Rails geschrieben und bildet das zentrale Bedienfeld von GitLab.
   • Über das Web Interface können Benutzer Repositories verwalten, Pipelines erstellen, Merge Requests initiieren und die Projektfortschritte überwachen.
2. API:
   • Die GitLab-API stellt eine Programmierschnittstelle zur Verfügung, die es ermöglicht, sämtliche GitLab-Funktionen programmgesteuert zu nutzen. Dies ist besonders nützlich für die Automatisierung von Prozessen oder die Integration mit anderen Tools.
   • Die API ist sowohl für Entwickler als auch für CI/CD-Tools der zentrale Zugangspunkt für Interaktionen mit GitLab.
3. GitLab Workhorse:
   • Workhorse ist ein Reverse-Proxy-Server, der als Vermittler zwischen der Web-Oberfläche und den Backend-Diensten von GitLab fungiert.
   • Es kümmert sich um die Auslieferung von großen Dateien, wie z.B. Repositories, und sorgt für eine effiziente Kommunikation zwischen den Komponenten.
4. Gitaly:
   • Gitaly ist ein spezieller Dienst zur Verwaltung von Git-Repositories. Es wurde entwickelt, um die Performance von GitLab zu verbessern und stellt eine API für den schnellen Zugriff auf Git-Daten zur Verfügung.
   • Gitaly bearbeitet Anfragen zum Klonen, Pullen, Pushen und zur Verwaltung von Branches und Tags.
5. GitLab Shell:
   • Diese Komponente erlaubt den direkten Zugriff auf Git-Repositories über SSH. GitLab Shell verwaltet SSH-Schlüssel und authentifiziert Benutzer für den Zugriff auf die Repositories.
   • Es ermöglicht eine sichere Kommunikation über das SSH-Protokoll und bietet eine Schnittstelle für Befehle wie git clone oder git push.
6. Sidekiq:
   • Sidekiq ist der Dienst, der für die Hintergrundverarbeitung in GitLab verantwortlich ist. Alle nicht sofort erforderlichen Aufgaben werden an Sidekiq übergeben, z.B. das Versenden von Benachrichtigungen, das Verarbeiten von Webhooks oder das Starten von Pipelines.
   • Dies sorgt für eine hohe Performance der Weboberfläche, da zeitaufwändige Aufgaben im Hintergrund abgearbeitet werden.
7. PostgreSQL:
   • GitLab nutzt PostgreSQL als relationale Datenbank, um alle persistenten Daten zu speichern. Dazu gehören Benutzerkonten, Projektinformationen, CI/CD-Konfigurationen und Pipeline-Ergebnisse.
   • Eine robuste Datenbankstruktur sorgt dafür, dass GitLab effizient arbeitet und alle Daten zuverlässig gespeichert werden.
8. Redis:
   • Redis fungiert als In-Memory-Datenbank, die für Caching und die Verwaltung von Sitzungsdaten verwendet wird. Es sorgt für eine schnelle Datenverarbeitung und ist ein Schlüsselelement für die Performance von GitLab.
   • Redis wird auch zur Speicherung von temporären Daten genutzt, wie z.B. Queues für Sidekiq-Jobs.
9. NGINX:
   • NGINX ist der Webserver und Reverse-Proxy, der Anfragen von HTTP und HTTPS entgegennimmt und diese an GitLab Workhorse weiterleitet. Es handelt sich um eine stark skalierbare Komponente, die für die sichere und effiziente Auslieferung von Inhalten sorgt.
   • NGINX stellt sicher, dass die GitLab-Oberfläche schnell geladen wird und schützt die Anwendung durch SSL/TLS.
10. GitLab Runner:
    • GitLab Runner ist eine eigenständige Komponente, die dafür verantwortlich ist, CI/CD-Jobs auszuführen. Runner können entweder auf dedizierten Servern oder in Cloud-Umgebungen installiert werden und führen die im .gitlab-ci.yml definierten Jobs aus.
    • Die Flexibilität der GitLab Runner ermöglicht eine skalierbare Pipeline-Ausführung, die an die Bedürfnisse des jeweiligen Projekts angepasst werden kann.

18.2 Zusammenspiel der Komponenten

Das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten von GitLab ist entscheidend für die reibungslose Durchführung von CI/CD-Prozessen. Jede Komponente hat eine klar definierte Aufgabe:

• Die Benutzeroberfläche ermöglicht es den Entwicklern, Pipelines zu definieren, Repositories zu verwalten und den Status der CI/CD-Prozesse zu überwachen.
• Workhorse, Gitaly und Shell sorgen für eine effiziente Handhabung der Repositories und ermöglichen einen schnellen Zugriff auf Git-Daten.
• Sidekiq verarbeitet Hintergrundaufgaben, wie das Starten von Pipelines, während PostgreSQL und Redis die nötigen Daten speichern und abrufen.
• NGINX fungiert als Tor zu GitLab, nimmt alle Anfragen entgegen und sorgt für die sichere Kommunikation mit der Plattform.
• GitLab Runner führt schließlich die Jobs in den Pipelines aus und stellt sicher, dass Builds, Tests und Deployments effizient und automatisiert durchgeführt werden.

Diese modulare Architektur ermöglicht es GitLab, eine hochskalierbare Plattform für CI/CD bereitzustellen, die in jeder Entwicklungsumgebung eingesetzt werden kann. In den kommenden Kapiteln werden wir detaillierter auf die spezifischen CI/CD-Funktionen eingehen und zeigen, wie Sie diese Komponenten optimal nutzen können.