🥇Przewodnik po DevOps dla początkujących

Jaka jest ważność DevOps, co oznacza dla specjalistów IT, opis metod, frameworków i narzędzi.

Wiele wydarzyło się od momentu, gdy termin DevOps zyskał popularność w świecie IT. Biorąc pod uwagę, że znaczna część ekosystemu ma otwarty kod źródłowy, ważne jest, aby przeanalizować, dlaczego to się zaczęło i co oznacza dla kariery w IT.

Czym jest DevOps

Chociaż nie ma jednej definicji, uważam, że DevOps to struktura technologiczna, która zapewnia współpracę między zespołami programistycznymi a operacyjnymi w celu szybszego wdrażania kodu w środowisku produkcyjnym, z możliwością powtarzalności działań i automatyzacji. Pozostałą część artykułu poświęcimy na rozpakowanie tego stwierdzenia.

Słowo „DevOps” jest połączeniem słów „rozwój” (development) oraz „operacje” (operations). DevOps pomaga zwiększyć szybkość dostarczania aplikacji i usług. Dzięki temu organizacje mogą efektywniej obsługiwać swoich klientów i stać się bardziej konkurencyjne na rynku. Krótko mówiąc, DevOps to zgodność między rozwojem a operacjami IT z bardziej efektywną interakcją i współpracą.

DevOps zakłada taką kulturę, w której współpraca między zespołami programistycznymi, operatorami i zespołami biznesowymi jest uważana za kluczowy aspekt. Chodzi nie tylko o narzędzia, ponieważ DevOps w organizacji ciągle przynosi korzyści również klientom. Narzędzia są jednym z jego filarów, obok ludzi i procesów. DevOps zwiększa możliwości organizacji w dostarczaniu wysokiej jakości rozwiązań w jak najkrótszym czasie. DevOps automatyzuje także wszystkie procesy, od budowy po wdrożenie aplikacji lub produktu.

Dyskusja o DevOps koncentruje się na relacjach między programistami, ludźmi, którzy piszą oprogramowanie zawodowo, a operatorami, odpowiedzialnymi za utrzymanie tego oprogramowania.

Wyzwania dla zespołów programistycznych

Programiści zazwyczaj z entuzjazmem i chęcią wdrażają nowe podejścia i technologie w celu rozwiązania problemów organizacji. Niemniej jednak napotykają również na pewne trudności:

Konkurencyjny rynek stwarza dużą presję na terminowe dostarczenie produktu.
Musi zadbać o zarządzanie kodem gotowym do produkcji oraz wprowadzanie nowych możliwości.
Cykl wydania może być długi, dlatego zespół programistów musi poczynić pewne założenia przed wdrożeniem aplikacji. W takim scenariuszu wymagana jest większa zapas czasu na rozwiązywanie problemów, które mogą się pojawić podczas wdrażania w środowisku produkcyjnym lub testowym.

Problemy, z którymi boryka się zespół operacyjny

Zespoły operacyjne od zawsze koncentrują się na stabilności i niezawodności usług IT. Dlatego zespoły operacyjne dążą do zapewnienia stabilności poprzez wprowadzanie zmian w zasobach, technologiach lub podejściu. Ich zadania obejmują:

Zarządzanie dystrybucją zasobów w miarę wzrostu popytu.
Obsługa zmian w projektach lub konfiguracjach, które są konieczne do zastosowania w środowisku produkcyjnym.
Diagnozowanie i rozwiązywanie problemów związanych z produkcją po samodzielnym wdrożeniu aplikacji.

Jak DevOps rozwiązuje problemy w zakresie rozwoju i operacji

Zamiast wprowadzać dużą ilość funkcji aplikacji jednocześnie, firmy starają się ustalić, czy mogą wdrożyć mniejszą ilość funkcji dla swoich klientów za pomocą serii iteracji wydania. Takie podejście ma szereg zalet, takich jak lepsza jakość oprogramowania, szybsze informacje zwrotne od klientów itd. To z kolei zapewnia wysoki poziom satysfakcji klientów. Aby osiągnąć te cele, firmy muszą:

Zmniejszyć wskaźnik awarii podczas wydawania nowych wersji
Zwiększyć częstotliwość wdrożeń
Osiągnąć szybszy średni czas na odzyskanie po wydaniu nowej wersji aplikacji.
Skrócić czas potrzebny na poprawki

DevOps realizuje wszystkie te zadania i pomaga zapewnić ciągłość dostaw. Organizacje korzystają z DevOps, aby osiągnąć poziomy wydajności, które jeszcze kilka lat temu były nie do pomyślenia. Realizują dziesiątki, setki, a nawet tysiące wdrożeń dziennie, zapewniając przy tym niezawodność, stabilność i bezpieczeństwo światowej klasy. (Dowiedz się więcej o wielkości partii i ich wpływie na dostarczanie oprogramowania).

DevOps stara się rozwiązać różne problemy wynikające z zastosowania przestarzałych metodologii, w tym:

Izolacja pracy zespołów programistycznych i operacyjnych
Testowanie i wdrażanie jako oddzielne fazy, realizowane po zaprojektowaniu i zbudowaniu, wymagające więcej czasu niż cykle budowy.
Nadmierne zużycie czasu na testowanie, wdrażanie i projektowanie zamiast skupienia się na tworzeniu kluczowych usług biznesowych
Ręczne wdrażanie kodu, prowadzące do błędów w produkcji
Różnice w harmonogramach pracy grupy zajmującej się rozwojem i operacjami, prowadzące do dodatkowych opóźnień

Konfrontacja DevOps, Agile i tradycyjnego IT

DevOps często omawiane jest w kontekście innych praktyk IT, w szczególności z zespołami Agile i wodospadowymi struktury IT.

Agile to zbiór zasad, wartości i metod produkcji oprogramowania. Na przykład, jeśli masz pomysł, który chcesz przekształcić w oprogramowanie, możesz skorzystać z zasad i wartości Agile. Jednak to oprogramowanie może działać tylko w środowisku deweloperskim lub testowym. Potrzebujesz prostego i bezpiecznego sposobu na szybkie i powtarzalne przenoszenie oprogramowania do środowiska produkcyjnego, a droga prowadzi przez narzędzia i metody DevOps. Zwinna metodologia tworzenia oprogramowania koncentruje się na procesach rozwoju, podczas gdy DevOps odpowiada za rozwój i wdrażanie — w najbardziej bezpieczny i niezawodny sposób.

Porównanie tradycyjnego modelu wodospadowego z DevOps to dobry sposób na zrozumienie korzyści, jakie przynosi DevOps. W następującym przykładzie zakłada się, że aplikacja zostanie uruchomiona za cztery tygodnie, prace rozwojowe są zakończone w 85%, aplikacja będzie uruchomiona, a proces zakupu serwerów do wysłania kodu właśnie się rozpoczął.

Tradycyjne procesy
Procesy w DevOps

Po zamówieniu nowych serwerów zespół programistyczny pracuje nad testowaniem. Zespół operacyjny zajmuje się obszerną dokumentacją niezbędną w przedsiębiorstwie do wdrożenia infrastruktury.
Po złożeniu zamówienia na nowe serwery, zespoły deweloperów i operatorów wspólnie pracują nad procesami i dokumentacją instalacji nowych serwerów. Umożliwia to lepsze zrozumienie wymagań dotyczących infrastruktury.

Informacje o przywracaniu po awarii, redundancji, lokalizacji centrów danych i wymaganiach dotyczących pamięci masowej są zniekształcone, ponieważ brakuje danych od zespołu deweloperów, który posiada głęboką wiedzę na temat zastosowań.
Szczegółowe informacje na temat przezwyciężania awarii, redundancji, przywracania po awarii, lokalizacji centrów danych i wymagań dotyczących pamięci masowej są znane i poprawne dzięki wkładowi zespołu deweloperów.

Grupa operacyjna nie ma pojęcia o postępach zespołu deweloperów. Opracowuje również plan monitorowania w oparciu o własne wyobrażenia.

Grupa operacyjna jest w pełni poinformowana o postępach osiągniętych przez zespół deweloperów. Współpracuje również z zespołem deweloperów nad planem monitorowania, który zaspokaja potrzeby IT i biznesu. Używają również narzędzi do monitorowania wydajności aplikacji (APM).

Test obciążeniowy przeprowadzany przed uruchomieniem aplikacji prowadzi do awarii aplikacji, co opóźnia jej uruchomienie.
Test obciążeniowy przeprowadzany przed uruchomieniem aplikacji prowadzi do spadku wydajności. Zespół deweloperów szybko usuwa wąskie gardła, a aplikacja uruchamia się na czas.

Cykl życia DevOps

DevOps oznacza przyjęcie określonych powszechnie uznawanych praktyk.

Ciężkie planowanie

Ciężkie planowanie opiera się na zasadach szczupłości, aby zacząć od małego, określając zasoby i wyniki potrzebne do weryfikacji wartości biznesowej lub wizji, ciągłej adaptacji, pomiaru postępów, badania potrzeb klientów, zmiany kierunku w razie potrzeby w świetle zwinności oraz aktualizacji planu biznesowego.

Wspólne rozwijanie

Proces współpracy przy tworzeniu oprogramowania umożliwia firmom, zespołom deweloperów oraz zespołom testerów, rozproszonym w różnych strefach czasowych, ciągłe dostarczanie wysokiej jakości oprogramowania. Obejmuje to wieloplatformowe programowanie, wsparcie dla różnych języków programowania, tworzenie historii użytkowników, generowanie pomysłów oraz zarządzanie cyklem życia. Współpraca obejmuje proces i praktykę ciągłej integracji, co sprzyja częstemu łączeniu kodu oraz automatycznemu kompilowaniu. Przy częstym wdrażaniu kodu do aplikacji, problemy z integracją są wykrywane na wczesnym etapie cyklu życia (kiedy łatwiej je naprawić), a ogólne wysiłki związane z integracją są skracane dzięki ciągłej informacji zwrotnej, ponieważ projekt pokazuje ciągły i wyraźny postęp.

Ciągłe testowanie

Ciągłe testowanie obniża koszty testowania, pomagając zespołom deweloperskim wyważyć szybkość i jakość. Eliminuje również wąskie gardła w testowaniu dzięki wirtualizacji usług i upraszcza tworzenie zwirtualizowanych środowisk testowych, które można łatwo udostępniać, wdrażać i aktualizować w miarę zmiany systemów. Te możliwości redukują koszty inicjalizacji i utrzymania środowisk testowych oraz skracają czas cyklu testowania, umożliwiając przeprowadzanie testów integracyjnych we wczesnych etapach cyklu życia.

Ciągłe wydanie i wdrażanie

Te metody wprowadzają jedną z podstawowych praktyk: ciągłe wydanie i wdrażanie. Zapewniają ciągły proces, który automatyzuje kluczowe etapy. Skraca to liczbę operacji ręcznych, czas oczekiwania na zasoby i ilość poprawek, umożliwiając wdrażanie jednym przyciskiem, co prowadzi do większej liczby wydań, zmniejszenia liczby błędów oraz pełnej przejrzystości.

Automatyzacja odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu stabilnego i niezawodnego wydania oprogramowania. Jednym z najważniejszych zadań jest przyjęcie ręcznych procesów, takich jak kompilacja, regresja, wdrażanie i tworzenie infrastruktury, oraz ich automatyzacja. Wymaga to kontroli wersji kodu źródłowego; skryptów testowych i wdrożeniowych; danych o infrastrukturze i konfiguracji aplikacji; a także bibliotek i pakietów, od których zależy aplikacja. Innym ważnym czynnikiem jest możliwość uzyskiwania informacji o stanie wszystkich środowisk.

Ciągły monitoring

Ciągły monitoring zapewnia generowanie raportów na poziomie korporacyjnym, które pomagają zespołom deweloperskim zrozumieć dostępność i wydajność aplikacji w środowisku produkcyjnym jeszcze przed ich wdrożeniem. Wczesna informacja zwrotna, zapewniana przez ciągły monitoring, jest kluczowa dla redukcji kosztów błędów i zarządzania projektami w odpowiednim kierunku. Ta praktyka często obejmuje narzędzia obserwacyjne, które zazwyczaj ujawniają wskaźniki związane z wydajnością aplikacji.

Ciągła informacja zwrotna i optymalizacja

Ciągła informacja zwrotna i optymalizacja zapewniają wizualizację ścieżki klienta i dokładne określenie problematycznych obszarów. Informacja zwrotna może być uwzględniona zarówno na etapie przed sprzedażą, jak i po produkcji, aby zmaksymalizować wartość i zapewnić pomyślne zakończenie jeszcze większej liczby transakcji. Wszystko to zapewnia natychmiastową wizualizację podstawowych przyczyn problemów klientów, które wpływają na ich zachowanie i oddziaływanie na biznes.

Zalety DevOps

DevOps może sprzyjać tworzeniu środowiska, w którym deweloperzy i operatorzy pracują jako jeden zespół w celu osiągnięcia wspólnych celów. Ważnym krokiem w tym procesie jest wdrożenie ciągłej integracji i ciągłej dostawy (CI/CD). Te metodyki umożliwiają zespołom szybsze wprowadzanie oprogramowania na rynek z mniejszą liczbą błędów.

Ważnymi zaletami DevOps są:

Przewidywalność: DevOps oferuje znacznie niższą częstotliwość awarii podczas wydawania nowych wersji.
Utrzymanie: DevOps zapewnia łatwe przywracanie po awariach nowej wersji lub wyłączeniu aplikacji.
Reprodukowalność: System kontroli wersji budowy lub kodu pozwala na przywracanie wcześniejszych wersji w razie potrzeby.
Wyższa jakość: Rozwiązywanie problemów z infrastrukturą poprawia jakość rozwoju aplikacji.
Czas wprowadzenia na rynek: Optymalizacja dostarczania oprogramowania skraca czas wprowadzenia na rynek o 50%.
Zmniejszenie ryzyka: Zapewnienie bezpieczeństwa w cyklu życia oprogramowania obniża liczbę defektów na przestrzeni całego cyklu.
Opłacalność: Dążenie do efektywności kosztowej w tworzeniu oprogramowania jest cenione przez kierownictwo wyższego szczebla.
Stabilność: System programowy jest bardziej stabilny i bezpieczny, a zmiany można weryfikować.
Większa baza kodu dzieli się na zarządzane części: DevOps opiera się na elastycznych metodach rozwoju, które pozwalają dzielić dużą bazę kodu na mniejsze i łatwiejsze do zarządzania części.

Zasady DevOps

Przyjęcie DevOps wykształciło kilka zasad, które ewoluowały (i nadal ewoluują). Większość dostawców rozwiązań opracowała swoje własne modyfikacje różnych metodologii. Wszystkie te zasady opierają się na całościowym podejściu do DevOps i mogą być stosowane przez organizacje dowolnej wielkości.

Twórz i testuj w środowisku podobnym do produkcyjnego

Chodzi o to, aby umożliwić zespołom programistów i specjalistom ds. zapewnienia jakości (QA) tworzenie i testowanie systemów, które zachowują się jak systemy produkcyjne, aby mogli zobaczyć, jak działa aplikacja, zanim będzie gotowa do wdrożenia.

Aplikacja powinna być podłączona do systemów produkcyjnych tak wcześnie, jak to możliwe w cyklu życia, aby rozwiązać trzy główne potencjalne problemy. Po pierwsze, umożliwia to przetestowanie aplikacji w środowisku zbliżonym do rzeczywistego. Po drugie, pozwala testować i weryfikować procesy dostarczania aplikacji z wyprzedzeniem. Po trzecie, pozwala zespołowi operacyjnemu już na wczesnym etapie cyklu życia sprawdzić, jak ich środowisko będzie się zachowywać, gdy aplikacje będą wdrażane, co umożliwia im stworzenie elastycznego, zorientowanego na aplikacje środowiska.

Wdrażanie z powtarzalnymi, niezawodnymi procesami

Ta zasada pozwala zespołom programistycznym i operacyjnym utrzymywać elastyczne procesy rozwoju oprogramowania przez cały cykl życia. Automatyzacja jest kluczowa dla tworzenia iteracyjnych, niezawodnych i powtarzalnych procesów. W związku z tym organizacja powinna stworzyć pipeline dostarczania, który zapewnia ciągłe, zautomatyzowane wdrażanie i testowanie. Częste wdrażanie pozwala również zespołom testować procesy wdrażania, co zmniejsza ryzyko awarii podczas rzeczywistych wydania.

Monitorowanie i weryfikacja jakości działania

Organizacje są dobre w monitorowaniu aplikacji w produkcji, ponieważ posiadają narzędzia, które rejestrują metryki i kluczowe wskaźniki wydajności (KPI) w czasie rzeczywistym. Ta zasada przenosi monitorowanie na wczesne etapy cyklu życia, zapewniając, że automatyczne testowanie śledzi funkcjonalne i niefunkcjonalne atrybuty aplikacji na wczesnych etapach procesu. Za każdym razem, gdy aplikacja jest testowana i wdrażana, wskaźniki jakości powinny być badane i analizowane. Narzędzia monitorujące zapewniają wczesne powiadomienia o problemach związanych z eksploatacją i jakością, które mogą wystąpić w procesie produkcyjnym. Wskaźniki te powinny być zbierane w formacie, dostępnym i zrozumiałym dla wszystkich interesariuszy.

Udoskonalenie cykli informacji zwrotnej

Jednym z celów procesów DevOps jest umożliwienie organizacjom szybszego reagowania i wprowadzania zmian. W kontekście dostarczania oprogramowania cel ten wymaga, aby organizacja otrzymywała informacje zwrotne na wczesnym etapie, a następnie szybko uczyła się na podstawie każdego podjętego działania. Zasada ta wymaga od organizacji tworzenia kanałów komunikacji, które pozwalają interesariuszom na dostęp i interakcję w duchu feedbacku. Rozwój może odbywać się poprzez dostosowywanie swoich planów projektowych lub priorytetów. Produkcja może działać poprzez poprawę środowiska produkcyjnego.

Dev

Planowanie: Kanboard, Wekan i inne alternatywy dla Trello; GitLab, Tuleap, Redmine i inne alternatywy dla JIRA; Mattermost, Roit.im, IRC i inne alternatywy dla Slack.
Pisanie kodu: Git, Gerrit, Bugzilla; Jenkins i inne narzędzia open source do CI/CD
Budowanie: Apache Maven, Gradle, Apache Ant, Packer
Testy: JUnit, Cucumber, Selenium, Apache JMeter

Operacje

Wydanie, wdrożenie, operacje: Kubernetes, Nomad, Jenkins, Zuul, Spinnaker, Ansible, Apache ZooKeeper, etcd, Netflix Archaius, Terraform
Monitorowanie: Grafana, Prometheus, Nagios, InfluxDB, Fluentd i inne omówione w tym przewodniku

(* Narzędzia do operacji zostały ponumerowane według ich zastosowania w zespołach operacyjnych, jednak ich zestawienie pokrywa się ze stanowiskami w cyklu życia narzędzi wydania i wdrożenia. Dla ułatwienia czytania numeracja została usunięta.)

Na zakończenie

DevOps to coraz popularniejsza metodologia, której celem jest zintegrowanie programistów i operatorów w jedną całość. Jest ona unikalna, różni się od tradycyjnych operacji IT i uzupełnia Agile (ale nie jest tak elastyczna).

Dowiedz się szczegółów, jak zdobyć pożądaną profesję od podstaw lub rozwinąć umiejętności i zarobki, ucząc się na płatnych kursach online SkillFactory: