🥇Guida a DevOps per principianti

Qual è l'importanza del DevOps, cosa significa per i professionisti IT, descrizione di metodi, framework e strumenti.

Molto è cambiato da quando il termine DevOps si è affermato nel mondo IT. Considerando che gran parte dell'ecosistema è open source, è importante rivedere perché è iniziato e cosa significa per la carriera nel settore IT.

Che cos'è DevOps

Sebbene non esista una definizione univoca, considero il DevOps come una struttura tecnologica che favorisce l'interazione tra i team di sviluppo e i team operativi per un rapido deployment del codice in ambienti produttivi con la possibilità di ripetere le azioni e automatizzarle. Dedicheremo il resto dell'articolo per analizzare questa affermazione.

La parola "DevOps" è una fusione delle parole "sviluppo" (development) e "operazioni" (operations). Il DevOps aiuta ad aumentare la velocità di consegna di applicazioni e servizi. Ciò consente alle organizzazioni di servire i propri clienti in modo efficace e di diventare più competitive sul mercato. In parole semplici, il DevOps è coerenza tra sviluppo e operazioni IT con un'interazione e collaborazione più efficaci.

Il DevOps implica una cultura in cui la collaborazione tra i team di sviluppatori, operatori e team aziendali è considerata un aspetto critico. Non si tratta solo di strumenti, poiché il DevOps porta continuamente benefici all'organizzazione e ai clienti. Gli strumenti sono uno dei suoi pilastri, insieme a persone e processi. Il DevOps aumenta la capacità delle organizzazioni di fornire soluzioni di alta qualità nel minor tempo possibile. Inoltre, il DevOps automatizza tutti i processi, dalla costruzione al deployment di applicazioni o prodotti.

La discussione sul DevOps si concentra sulle relazioni tra sviluppatori, le persone che scrivono software per vivere, e operatori, responsabili del supporto di questo software.

Sfide per il team di sviluppo

Gli sviluppatori, di norma, sono entusiasti e desiderosi di adottare nuovi approcci e tecnologie per risolvere i problemi delle organizzazioni. Tuttavia, affrontano anche alcune difficoltà:

Il mercato competitivo crea una forte pressione per la consegna tempestiva del prodotto.
Devono occuparsi della gestione del codice pronto per la produzione e dell'implementazione di nuove funzionalità.
Il ciclo di rilascio può essere lungo, quindi il team di sviluppo deve effettuare diverse ipotesi prima di implementare le applicazioni. In questo scenario è necessario avere un margine di tempo maggiore per risolvere i problemi che sorgono durante il deployment in un ambiente di produzione o di test.

Problemi affrontati dal team operativo

Storicamente, i team operativi sono focalizzati sulla stabilità e sull'affidabilità dei servizi IT. È per questo che i team operativi cercano stabilità apportando modifiche alle risorse, alle tecnologie o agli approcci. I loro compiti includono:

Gestione della distribuzione delle risorse man mano che cresce la domanda.
Gestione delle modifiche al design o delle configurazioni necessarie per l'applicazione in produzione.
Diagnosi e risoluzione dei problemi legati alla produzione dopo il deployment autonomo delle applicazioni.

Come DevOps risolve i problemi di sviluppo e operazioni

Invece di rilasciare un gran numero di funzionalità dell'applicazione contemporaneamente, le aziende cercano di capire se possono rilasciare un numero ridotto di funzionalità ai propri clienti attraverso una serie di iterazioni. Questo approccio ha diversi vantaggi, come una migliore qualità del software, un feedback più rapido dai clienti, ecc. Questo, a sua volta, garantisce un alto livello di soddisfazione da parte dei clienti. Per raggiungere questi obiettivi, le aziende devono:

Ridurre la percentuale di fallimenti nei nuovi rilasci
Aumentare la frequenza dei deployment
Raggiungere un tempo medio di ripristino più rapido in caso di rilascio di una nuova versione dell'applicazione.
Ridurre il tempo per le correzioni

DevOps svolge tutte queste attività e aiuta a garantire un'erogazione continua. Le organizzazioni utilizzano DevOps per raggiungere livelli di prestazioni che qualche anno fa erano impensabili. Eseguono decine, centinaia e persino migliaia di deployment al giorno, garantendo al contempo affidabilità, stabilità e sicurezza di classe mondiale. (Scopri di più sulle dimensioni dei lotti e sul loro impatto sulla consegna del software).

DevOps cerca di affrontare diverse problematiche derivanti dall'utilizzo di metodologie obsolete, tra cui:

Isolamento del lavoro tra i team di sviluppo e i team operativi
Test e distribuzione come fasi separate, eseguite dopo la progettazione e la costruzione, richiedendo più tempo rispetto ai cicli di assemblaggio.
Eccessivo dispendio di tempo per test, distribuzione e progettazione invece di concentrarsi sulla creazione dei servizi aziendali fondamentali.
Distribuzione manuale del codice, che porta a errori in produzione.
Differenze nei tempi di lavoro tra i gruppi di sviluppo e operazioni, che causano ulteriori ritardi.

Conflitto tra DevOps, Agile e IT tradizionale

DevOps è spesso discusso in relazione ad altre pratiche IT, in particolare alle infrastrutture IT Agile e Waterfall.

Agile è un insieme di principi, valori e metodi per la produzione di software. Ad esempio, se hai un'idea che desideri trasformare in software, puoi utilizzare i principi e i valori Agile. Tuttavia, questo software potrebbe funzionare solo in un ambiente di sviluppo o di test. Hai bisogno di un modo semplice e sicuro per trasferire rapidamente e in modo ripetibile il software in un ambiente di produzione, e il percorso passa attraverso gli strumenti e i metodi di DevOps. La metodologia Agile si concentra sui processi di sviluppo mentre DevOps si occupa della costruzione e distribuzione - nel modo più sicuro e affidabile.

Il confronto tra il modello tradizionale Waterfall e DevOps è un ottimo modo per comprendere i vantaggi che offre DevOps. Nel seguente esempio, si presume che l'applicazione sarà lanciata tra quattro settimane, con lo sviluppo completato al 85%, l'applicazione sarà avviata e il processo di acquisto dei server per inviare il codice è appena iniziato.

Processi tradizionali
Processi in DevOps

Dopo l'ordine di nuovi server, il team di sviluppo lavora sui test. Il gruppo operativo si occupa della vasta documentazione necessaria in azienda per distribuire l'infrastruttura.
Dopo aver effettuato l'ordine per i nuovi server, i team di sviluppo e gli operatori collaborano sui processi e sulla documentazione per l'installazione dei nuovi server. Questo consente una migliore comprensione delle esigenze infrastrutturali.

Le informazioni su disaster recovery, ridondanza, ubicazione dei centri dati e requisiti di storage sono distorte, poiché mancano dati dal team di sviluppo, che possiede conoscenze approfondite nell'implementazione.
Le informazioni dettagliate su tolleranza ai guasti, ridondanza, disaster recovery, ubicazione dei centri dati e requisiti di storage sono conosciute e corrette grazie al contributo del team di sviluppo.

Il gruppo operativo non ha idea dei progressi del team di sviluppo. Inoltre, sta sviluppando un piano di monitoraggio basato sulle proprie percezioni.

Il gruppo operativo è pienamente informato sui progressi raggiunti dal team di sviluppo. Interagisce anche con il team di sviluppo e insieme elaborano un piano di monitoraggio che soddisfa le esigenze IT e aziendali. Utilizzano inoltre strumenti di monitoraggio delle prestazioni delle applicazioni (APM).

Il test di carico effettuato prima del lancio dell'applicazione provoca un crash dell'applicazione, ritardandone il lancio.
Il test di carico effettuato prima del lancio dell'applicazione porta a una diminuzione delle prestazioni. Il team di sviluppo risolve rapidamente i colli di bottiglia e l'applicazione viene avviata in tempo.

Ciclo di vita DevOps

Il DevOps implica l'adozione di pratiche comuni e consolidate.

Pianificazione continua

La pianificazione continua si basa su principi di lean, iniziando in piccolo e definendo risorse e risultati necessari per convalidare il valore del business o la visione, con continui adattamenti, misurazione dei progressi, comprensione delle esigenze dei clienti, cambiamento di direzione se necessario, tenendo conto dell'agilità e aggiornando il piano aziendale.

Sviluppo collaborativo

Il processo di sviluppo collaborativo consente a imprese, team di sviluppatori e team di collaudatori, distribuiti in diversi fusi orari, di fornire continuamente software di alta qualità. Ciò include lo sviluppo multipiattaforma, il supporto alla programmazione in vari linguaggi, la creazione di storie utente, la generazione di idee e la gestione del ciclo di vita. Lo sviluppo collaborativo comprende il processo e la pratica dell'integrazione continua, che favorisce l'integrazione frequente del codice e la compilazione automatica. Con l'introduzione frequente del codice nell'applicativo, i problemi di integrazione vengono identificati nelle prime fasi del ciclo di vita (quando sono più facili da risolvere) e gli sforzi complessivi per l'integrazione si riducono grazie a un feedback continuo, poiché il progetto mostra un progresso costante e visibile.

Test continuo

Il test continuo riduce il costo del collaudo, aiutando i team di sviluppatori a bilanciare tra rapidità e qualità. Elimina inoltre i colli di bottiglia nel testing grazie alla virtualizzazione dei servizi e semplifica la creazione di ambienti di test virtualizzati che possono essere facilmente condivisi, distribuiti e aggiornati man mano che i sistemi cambiano. Queste capacità riducono i costi di avvio e manutenzione degli ambienti di test, oltre a ridurre il tempo di ciclo del testing, consentendo l'esecuzione di test di integrazione nelle prime fasi del ciclo di vita.

Rilascio e distribuzione continua

Queste metodologie portano con sé una delle pratiche fondamentali: il rilascio e la distribuzione continua. Esse garantiscono un pipeline continuo, che automatizza processi chiave. Riduce il numero di operazioni manuali, il tempo di attesa delle risorse e la quantità di rifacimenti, consentendo il rilascio con la pressione di un pulsante, il che permette un numero maggiore di rilascio, una riduzione degli errori e una trasparenza totale.

L'automazione svolge un ruolo cruciale nell'assicurare un rilascio stabile e affidabile del software. Una delle sfide principali è quella di adottare processi manuali, come costruzione, regressione, distribuzione e creazione dell'infrastruttura, e automatizzarli. Questo richiede il controllo della versione del codice sorgente; script di test e distribuzione; dati sull'infrastruttura e configurazione delle applicazioni; così come librerie e pacchetti di cui l'applicazione dipende. Un altro fattore importante è la possibilità di richiedere lo stato di tutti gli ambienti.

Monitoraggio continuo

Il monitoraggio continuo fornisce report a livello aziendale che aiutano i team di sviluppo a comprendere la disponibilità e le prestazioni delle applicazioni nell'ambiente di produzione prima ancora che vengano distribuite in produzione. Un feedback precoce, fornito dal monitoraggio continuo, è fondamentale per ridurre i costi degli errori e orientare correttamente i progetti. Questa pratica spesso include strumenti di osservazione che rivelano tipicamente le metriche legate alle prestazioni delle applicazioni.

Feedback continuo e ottimizzazione

Il feedback e l'ottimizzazione continui offrono una rappresentazione visiva del flusso di clienti e identificano con precisione i punti critici. Il feedback può essere incluso sia nelle fasi pre-vendita che post-produzione per massimizzare il valore e garantire il completamento di un numero maggiore di transazioni. Tutto ciò fornisce una visualizzazione immediata delle cause radice dei problemi dei clienti che influenzano il loro comportamento e l'impatto sul business.

Vantaggi del DevOps

Il DevOps può contribuire a creare un ambiente in cui sviluppatori e operatori lavorano come un'unica squadra per raggiungere obiettivi comuni. Una pietra miliare importante in questo processo è l'implementazione della integrazione continua e della consegna continua (CI/CD). Queste metodologie consentiranno ai team di portare il software sul mercato più rapidamente e con meno errori.

I vantaggi principali del DevOps sono:

Prevedibilità: DevOps offre una frequenza di fallimento significativamente più bassa durante il rilascio di nuove versioni.
Manutenibilità: DevOps garantisce un facile ripristino in caso di malfunzionamenti della nuova versione o di disattivazione dell'applicazione.
Riproducibilità: Un sistema di controllo delle versioni di build o codice consente di ripristinare versioni precedenti secondo necessità.
Maggiore qualità: Risolvere i problemi infrastrutturali migliora la qualità dello sviluppo delle applicazioni.
Tempo di immissione sul mercato: L'ottimizzazione della consegna del software riduce il tempo di immissione sul mercato del 50%.
Riduzione del rischio: Garantire la sicurezza nel ciclo di vita del software diminuisce il numero di difetti lungo tutto il ciclo di vita.
Efficienza economica: La ricerca dell'efficienza economica nello sviluppo del software è apprezzata dai dirigenti.
Resilienza: Il sistema software è più stabile, sicuro e le modifiche possono essere verificate.
Una base di codice più ampia viene suddivisa in parti gestibili: DevOps si basa su metodi di sviluppo agili che consentono di suddividere una base di codice ampia in parti più piccole e gestibili.

Principi di DevOps

L'adozione di DevOps ha generato diversi principi che si sono evoluti (e continuano a evolversi). La maggior parte dei fornitori di soluzioni ha sviluppato le proprie modifiche alle varie metodologie. Tutti questi principi si basano su un approccio olistico a DevOps, e le organizzazioni di qualsiasi dimensione possono utilizzarli.

Sviluppa e testa in un ambiente simile a quello di produzione

La chiave è consentire ai team di sviluppo e ai professionisti del controllo qualità (QA) di sviluppare e testare sistemi che si comportano come i sistemi di produzione, in modo da poter osservare come l'applicazione si comporta e opera molto prima di essere pronta per il deployment.

L'applicazione deve essere connessa ai sistemi di produzione il prima possibile nel ciclo di vita per affrontare tre principali problematiche potenziali. Innanzitutto, consente di testare l'applicazione in un ambiente simile a quello reale. In secondo luogo, permette di testare e verificare in anticipo i processi di consegna dell'applicazione. Infine, consente al team operativo di controllare in fase iniziale del ciclo di vita come il proprio ambiente si comporterà una volta che le applicazioni saranno distribuite, permettendo così di creare un ambiente altamente personalizzabile e orientato alle applicazioni.

Distribuzione con processi riproducibili e affidabili

Questo principio consente ai team di sviluppo e operativi di mantenere processi di sviluppo software flessibili per tutto il ciclo di vita. L'automazione è fondamentale per creare processi iterativi, affidabili e riproducibili. Pertanto, l'organizzazione deve creare una pipeline di consegna che garantisca distribuzioni e test automatizzati continui. La distribuzione frequente consente inoltre ai team di testare i processi di distribuzione, riducendo così il rischio di fallimenti durante i rilasci reali.

Monitoraggio e verifica della qualità operativa

Le organizzazioni sono abili nel monitorare le applicazioni in produzione poiché dispongono di strumenti che registrano metriche e indicatori chiave di prestazione (KPI) in tempo reale. Questo principio porta il monitoraggio nelle fasi iniziali del ciclo di vita, garantendo che i test automatizzati monitorino gli attributi funzionali e non funzionali dell'applicazione nelle fasi iniziali del processo. Ogni volta che l'applicazione viene testata e distribuita, le metriche qualitative devono essere esaminate e analizzate. Gli strumenti di monitoraggio forniscono avvisi anticipati su problemi relativi all'operazione e alla qualità che possono sorgere nel processo di produzione. Queste metriche devono essere raccolte in un formato accessibile e comprensibile per tutte le parti interessate.

Miglioramento dei cicli di feedback

Uno degli obiettivi dei processi DevOps è consentire alle organizzazioni di rispondere più rapidamente e apportare modifiche. Nella fornitura di software, questo obiettivo richiede che l'organizzazione riceva feedback nelle prime fasi e poi impari rapidamente da ogni azione intrapresa. Questo principio richiede alle organizzazioni di creare canali di comunicazione che consentano agli stakeholder di accedere e interagire secondo il principio del feedback. Lo sviluppo può avvenire mediante l'adeguamento dei propri piani di progettazione o delle priorità. La produzione può agire migliorando l'ambiente produttivo.

Dev

Pianificazione: Kanboard, Wekan e altre alternative a Trello; GitLab, Tuleap, Redmine e altre alternative a JIRA; Mattermost, Roit.im, IRC e altre alternative a Slack.
Scrittura del codice: Git, Gerrit, Bugzilla; Jenkins e altri strumenti open source per CI/CD
Compilazione: Apache Maven, Gradle, Apache Ant, Packer
Test: JUnit, Cucumber, Selenium, Apache JMeter

Ops

Rilascio, distribuzione, operazioni: Kubernetes, Nomad, Jenkins, Zuul, Spinnaker, Ansible, Apache ZooKeeper, etcd, Netflix Archaius, Terraform
Monitoraggio: Grafana, Prometheus, Nagios, InfluxDB, Fluentd e altri trattati in questa guida

(* Gli strumenti per le operazioni sono stati numerati in base all'uso da parte dei team operativi, ma i loro strumenti si sovrappongono ai tool delle fasi del ciclo di vita di rilascio e distribuzione. Per facilità di lettura, la numerazione è stata rimossa.)

In conclusione

DevOps è una metodologia sempre più popolare, il cui obiettivo è unire sviluppatori e operatori in un'unica entità. È unica, diversa dalle tradizionali operazioni IT e integra Agile (ma non è altrettanto flessibile).

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