🥇Гайд по DevOps для начинающих

В чем важность DevOps, что он означает для ИТ-специалистов, описание методов, фреймворков и инструментов.

Многое произошло с тех пор, как термин DevOps закрепился в IT-мире. С учетом того, что большая часть экосистемы имеет открытый исходный код, важно пересмотреть, почему это началось и что это значит для карьеры в IT.

Что такое DevOps

Хотя нет единого определения, я считаю, что DevOps — это технологическая структура, которая обеспечивает взаимодействие между командами разработчиков и операционными командами для более быстрого развертывания кода в производственных средах с возможностью повторения действий и автоматизации. Остаток статьи мы потратим на распаковку этого утверждения.

Слово «DevOps» является объединением слов «разработка» (development) и «операции» (operations). DevOps помогает увеличить скорость доставки приложений и услуг. Это позволяет организациям эффективно обслуживать своих клиентов и становиться более конкурентоспособными на рынке. Проще говоря, DevOps — это согласованность между разработкой и ИТ-операциями с более эффективным взаимодействием и сотрудничеством.

DevOps предполагает такую культуру, при которой сотрудничество между командами разработчиков, операторами и бизнес-командами считается критически важным аспектом. Речь идет не только об инструментах, поскольку DevOps в организации постоянно приносит пользу и клиентам. Инструменты являются одним из его столпов, наряду с людьми и процессами. DevOps увеличивает возможности организаций по предоставлению высококачественных решений в кратчайшие сроки. Также DevOps автоматизирует все процессы, от сборки до развертывания, приложения или продукта.

Дискуссия о DevOps сосредоточена на взаимоотношениях между разработчиками, людьми, которые пишут программное обеспечение для жизни, и операторами, ответственными за поддержку этого программного обеспечения.

Вызовы для команды разработчиков

Разработчики, как правило, с энтузиазмом и желанием внедряют новые подходы и технологии для решения проблем организаций. Однако они также сталкиваются с определенными проблемами:

Конкурентный рынок создает большое давление для своевременной поставки продукта.
Они должны заботиться об управлении кодом, готовым к производству, и внедрении новых возможностей.
Цикл выпуска может быть длинным, поэтому команде разработчиков приходится делать несколько предположений перед внедрением приложений. В таком сценарии требуется больший запас времени для решения проблем, возникающих во время развертывания в производственной или тестовой среде.

Проблемы, с которыми сталкивается операционная группа

Операционные группы исторически ориентированы на стабильность и надежность ИТ-сервисов. Именно поэтому операционные команды занимаются поиском стабильности с помощью внесения изменений в ресурсы, технологии или подходы. К их задачам относятся:

Управление распределением ресурсов по мере роста спроса.
Обработка изменений в дизайне или настройках, необходимых для применения в производственной среде.
Диагностика и решение проблем, связанных с производством, после самостоятельного развертывания приложений.

Как DevOps решает проблемы разработки и операций

Вместо того, чтобы выкатывать большое количество функций приложения одновременно, компании пытаются выяснить, смогут ли они развернуть небольшое количество функций для своих клиентов с помощью серии итераций релизов. Такой подход имеет ряд преимуществ, таких как лучшее качество программного обеспечения, более быстрая обратная связь с клиентами и т.д. Это, в свою очередь, обеспечивает высокую степень удовлетворенности клиентов. Для достижения этих целей от компаний требуется:

Снизить процент отказов при выпуске новых релизов
Увеличить частоту развертывания
Достичь более быстрого среднего времени на восстановление в случае выхода нового релиза приложения.
Сократить время на исправления

DevOps выполняет все эти задачи и помогает обеспечить бесперебойную поставку. Организации используют DevOps для достижения таких уровней производительности, которые еще несколько лет назад были немыслимы. Они выполняют десятки, сотни и даже тысячи развертываний в день, обеспечивая при этом надежность, стабильность и безопасность мирового класса. (Узнайте больше о размерах партий и их влиянии на доставку программного обеспечения).

DevOps пытается решить различные проблемы, возникающие в результате применения методологий прошлого, в том числе:

Изолированность работы команд разработчиков и операторов
Тестирование и развертывание в виде отдельных фаз, выполняемых после проектирования и сборки и требующих больше времени, чем циклы сборки.
Чрезмерные времязатраты на тестирование, развертывание и проектирование вместо фокуса на создании основных бизнес-услуг
Ручное развертывание кода, приводящее к ошибкам в производстве
Разница в графиках работы групп по разработке и операциям, приводящая к дополнительным задержкам

Противостояние DevOps, Agile и традиционного IT

DevOps часто обсуждается в связи с другими ИТ-практиками, в частности, гибкой и водопадной ИТ-инфраструктурой.

Agile — это набор принципов, ценностей и методов производства программного обеспечения. Так, например, если у вас есть идея, которую вы хотите преобразовать в программное обеспечение, вы можете использовать принципы и ценности Agile. Но это программное обеспечение может работать только в среде разработки или тестирования. Вам нужен простой и безопасный способ быстро и с высокой повторяемостью переносить программное обеспечение в производственную среду, а путь лежит через инструменты и методы DevOps. Гибкая методология разработки программного обеспечения сосредоточена на процессах разработки, а DevOps отвечает за разработку и развертывание — самым безопасным и надежным способом.

Сравнение традиционной водопадной модели с DevOps – хороший способом понять преимущества, которые дает DevOps. В следующем примере предполагается, что приложение будет запущено через четыре недели, разработка завершена на 85%, приложение будет запущено, и процесс закупки серверов для отправки кода только что был начат.

Традиционные процессы
Процессы в DevOps

После размещения заказа на новые серверы команда разработчиков работает над тестированием. Оперативная группа работает над обширной документацией, необходимой на предприятиях для развертывания инфраструктуры.
После размещения заказа на новые серверы, команды разработчиков и операторов совместно работают над процессами и документооборотом для установки новых серверов. Это позволяет лучше понять требования к инфраструктуре.

Искажена информация о восстановлении после отказа, избыточности, расположении центров обработки данных и требованиях к хранилищам, так как отсутствуют входные данные от команды разработчиков, которая обладает глубокими знаниями в области применения.
Подробная информация о преодолении отказа, избыточности, аварийном восстановлении, расположении центров данных и требованиях к хранилищам известна и корректна благодаря вкладу команды разработчиков.

Оперативная группа не имеет представления о прогрессе команды разработчиков. Также она разрабатывает план мониторинга на основе собственных представлений.

Оперативная группа полностью осведомлена о прогрессе, достигнутом командой разработчиков. Она также взаимодействует с командой разработчиков, и они совместно разрабатывают план мониторинга, который удовлетворяет IT и потребности бизнеса. Они также используют инструменты мониторинга производительности приложений (APM).

Нагрузочный тест, проводимый перед запуском приложения, приводит к сбою приложения, что задерживает его запуск.
Нагрузочный тест, проводимый перед запуском приложения, приводит к снижению производительности. Команда разработчиков быстро устраняет узкие места, и приложение запускается вовремя.

Жизненный цикл DevOps

DevOps подразумевает принятие определенных общепринятых практик.

Непрерывное планирование

Непрерывное планирование опирается на принципы бережливости, для того чтобы начать с малого, определив ресурсы и результаты, необходимые для проверки ценности бизнеса или видения, постоянной адаптации, измерения прогресса, изучения потребностей клиентов, изменения направления по мере необходимости с учетом маневренности, а также для обновления бизнес-плана.

Совместное развитие

Процесс совместной разработки позволяет бизнесу, командам разработчиков и командам тестировщиков, распределенным по разным часовым поясам, непрерывно поставлять качественное программное обеспечение. Сюда входит многоплатформенная разработка, поддержка программирования на разных языках, создание пользовательских историй, разработка идей и управление жизненным циклом. Совместная разработка включает в себя процесс и практику непрерывной интеграции, что способствует частой интеграции кода и автоматической сборке. При частом внедрении кода в приложение, проблемы интеграции выявляются на ранних этапах жизненного цикла (когда их легче исправить), а общие усилия по интеграции сокращаются благодаря непрерывной обратной связи, поскольку проект демонстрирует непрерывный и наглядный прогресс.

Непрерывное тестирование

Непрерывное тестирование снижает стоимость тестирования, помогая командам разработчиков балансировать между скоростью и качеством. Оно также устраняет узкие места в тестировании благодаря виртуализации услуг и упрощает создание виртуализированных тестовых сред, которые можно легко совместно использовать, развертывать и обновлять по мере изменения систем. Эти возможности сокращают расходы на инициализацию и поддержку тестовых сред, а также сокращают время цикла тестирования, позволяя проводить интеграционное тестирование на ранних стадиях жизненного цикла.

Непрерывные выпуск и развертывание

Эти методики привносят за собой одну из основных практик: непрерывные выпуск и развертывание. Это обеспечивают непрерывный конвейер, который автоматизирует ключевые процессы. Он сокращает количество ручных операций, время ожидания ресурсов и объем переделок, позволяя осуществлять развертывание по нажатию кнопки, что обеспечивает большее количество релизов, снижение количества ошибок и полную прозрачность.

Автоматизация играет ключевую роль в обеспечении стабильного и надежного выпуска программного обеспечения. Одна из важнейших задач заключается в том, чтобы взять на вооружение ручные процессы, такие как сборка, регрессия, развертывание и создание инфраструктуры, и автоматизировать их. Для этого требуется контроль версии исходного кода; сценарии тестирования и развертывания; данные об инфраструктуре и конфигурации приложений; а также библиотеки и пакеты, от которых зависит приложение. Еще одним важным фактором является возможность запрашивать состояние всех сред.

Непрерывный мониторинг

Непрерывный мониторинг обеспечивает формирование отчетов корпоративного уровня, которые помогают командам разработчиков понять доступность и производительность приложений в производственном окружении еще до того, как они будут развернуты в производство. Ранняя обратная связь, обеспечиваемая непрерывным мониторингом, имеет решающее значение для снижения стоимости ошибок и управления проектами в правильном направлении. Эта практика часто включает в себя инструменты наблюдения, которые, как правило, раскрывают показатели, связанные с производительностью приложений.

Постоянная обратная связь и оптимизация

Непрерывная обратная связь и оптимизация обеспечивают визуальное представление потока клиентов и точное определения проблемных участков. Обратная связь может быть включена как на предпродажной, так и на постпроизводственной стадиях для максимизации ценности и обеспечения успешного завершения еще большего количества транзакций. Все это обеспечивает немедленную визуализацию первопричины проблем клиентов, которые влияют на их поведение и влияние на бизнес.

Преимущества DevOps

DevOps может способствовать созданию среды, в которой разработчики и операторы работают как одна команда для достижения общих целей. Важной вехой в этом процессе является внедрение непрерывной интеграции и непрерывной доставки (CI/CD). Эти методики позволят командам быстрее выводить программное обеспечение на рынок с меньшим количеством ошибок.

Важными преимуществами DevOps являются:

Предсказуемость: DevOps предлагает значительно более низкую частоту отказов при выпуске новых релизов.
Поддерживаемость: DevOps обеспечивает легкое восстановление в случае сбоев в новом релизе или отключения приложения.
Воспроизводимость: Система контроля версий сборки или кода позволяет восстанавливать более ранние версии по мере необходимости.
Более высокое качество: Решение проблем с инфраструктурой улучшает качество разработки приложений.
Время выхода на рынок: Оптимизация доставки программного обеспечения сокращает время выхода на рынок на 50%.
Снижение риска: Обеспечение безопасности в жизненном цикле программного обеспечения снижает количество дефектов на протяжении всего жизненного цикла.
Экономическая эффективность: Стремление к экономической эффективности при разработке программного обеспечения нравится высшему руководству.
Устойчивость: Программная система более стабильна, безопасна, а изменения можно проверять.
Более крупная кодовая база разбивается на управляемые части: DevOps основан на гибких методах разработки, которые позволяют разбивать большую кодовую базу на более мелкие и управляемые части.

Принципы DevOps

Принятие DevOps породило несколько принципов, которые эволюционировали (и продолжают эволюционировать). Большинство поставщиков решений разработали свои собственные модификации различных методик. Все эти принципы основаны на целостном подходе к DevOps, и организации любого размера могут использовать их.

Разрабатывайте и тестируйте в среде, похожей на производственную

Суть заключается в том, чтобы позволить командам разработчиков и специалистов по контролю качества (QA) разрабатывать и тестировать системы, которые ведут себя как производственные системы, чтобы они могли видеть, как приложение ведет себя и работает задолго до того, как оно будет готово к развертыванию.

Приложение должно быть подключено к производственным системам как можно раньше в течение жизненного цикла для решения трех основных потенциальных проблем. Во-первых, это позволяет протестировать приложение в среде, близкой к реальному окружению. Во-вторых, это позволяет тестировать и проверять процессы доставки приложения заранее. В-третьих, это позволяет операционной команде проверить на ранней стадии жизненного цикла, как их среда будет вести себя, когда приложения будут развернуты, тем самым позволяя им создавать тонко настраиваемую, ориентированную на приложения среду.

Развертывание с воспроизводимыми, надежными процессами

Этот принцип позволяет командам разработчиков и операторов поддерживать гибкие процессы разработки программного обеспечения на протяжении всего жизненного цикла. Автоматизация имеет решающее значение для создания итеративных, надежных и воспроизводимых процессов. Следовательно, организация должна создать конвейер доставки, обеспечивающий непрерывное автоматизированное развертывание и тестирование. Частое развертывание также позволяет командам тестировать процессы развертывания, тем самым снижая риск сбоев развертывания во время реальных релизов.

Мониторинг и проверка качества работы

Организации хороши в мониторинге приложений на производстве, потому что у них есть инструменты, которые фиксируют показатели и ключевые показатели эффективности (KPI) в режиме реального времени. Этот принцип переносит мониторинг на ранние стадии жизненного цикла, гарантируя, что автоматизированное тестирование отслеживает функциональные и нефункциональные атрибуты приложения на ранних стадиях процесса. Всякий раз, когда приложение тестируется и развертывается, качественные показатели должны быть изучены и проанализированы. Инструменты мониторинга обеспечивают раннее оповещение о проблемах, связанных с эксплуатацией и качеством, которые могут возникнуть в процессе производства. Эти показатели должны быть собраны в формате, доступном и понятном всем заинтересованным сторонам.

Усовершенствование циклов обратной связи

Одна из целей процессов DevOps заключается в том, чтобы дать возможность организациям быстрее реагировать и вносить изменения. При поставке программного обеспечения эта цель требует, чтобы организация получала обратную связь на ранней стадии, а затем быстро училась на каждом предпринятом действии. Этот принцип требует от организаций создавать каналы коммуникации, которые позволяют заинтересованным сторонам получать доступ и взаимодействовать по принципу обратной связи. Разработка может осуществляться путем корректировки своих проектных планов или приоритетов. Производство может действовать путем улучшения производственной среды.

Dev

Планирование: Kanboard, Wekan и другие альтернативы Trello; GitLab, Tuleap, Redmine и другие альтернативы JIRA; Mattermost, Roit.im, IRC и другие альтернативы Slack.
Написание кода: Git, Gerrit, Bugzilla; Jenkins и другие инструменты с открытым исходным кодом для CI/CD
Сборка: Apache Maven, Gradle, Apache Ant, Packer
Тесты: JUnit, Cucumber, Selenium, Apache JMeter

Ops

Выпуск, развертывание, операции: Kubernetes, Nomad, Jenkins, Zuul, Spinnaker, Ansible, Apache ZooKeeper, etcd, Netflix Archaius, Terraform
Мониторинг: Grafana, Prometheus, Nagios, InfluxDB, Fluentd, и другие, покрытые в этом руководстве

(* Инструменты для операций были пронумерованы в порядке применения операционными командами, но их инструментарий перекрывается стадиями жизненного цикла инструментами релиза и развертывания. Для удобства чтения нумерация была убрана.)

В заключение

DevOps — это все более популярная методология, целью которой является объединение разработчиков и операторов в единое целое. Она уникальна, отличается от традиционных IT-операций и дополняет Agile (но не является столь же гибкой).

Узнайте подробности, как получить востребованную профессию с нуля или Level Up по навыкам и зарплате, пройдя платные онлайн-курсы SkillFactory: