DevOps to współczesna koncepcja, która dynamicznie zyskuje na znaczeniu w sferze tworzenia oprogramowania. Promuje ona efektywną współpracę między zespołami deweloperskimi i operacyjnymi, umożliwiając szybkie wytwarzanie oprogramowania wysokiej jakości.
Szybkie dostarczanie oprogramowania najwyższej klasy przekłada się na większe zadowolenie klientów i stanowi kluczową przewagę rynkową.
Zgodnie z wynikami globalnego badania GitLab, 60% programistów dzięki DevOps publikuje swój kod dwa razy szybciej niż wcześniej. Dodatkowo, 56% ankietowanych zadeklarowało, że w znacznym stopniu lub całkowicie zautomatyzowało swoje procesy.
Te obserwacje potwierdzają rosnącą popularność i skuteczność podejścia DevOps, wyznaczając globalne standardy w branży.
Ale jak dokładnie funkcjonuje DevOps?
Co sprawia, że jest tak atrakcyjny i wartościowy w procesie tworzenia oprogramowania?
Ten artykuł ma na celu rozjaśnienie wszelkich niejasności, prezentując pełny cykl życia DevOps. Zapewni on dogłębne zrozumienie każdej fazy, włącznie z narzędziami, które można w niej wykorzystać.
Zaczynajmy!
Czym jest DevOps?
DevOps to nowoczesna filozofia, oparta na zbiorze praktyk, zespole specjalistów, narzędzi i technologii, które łączą ze sobą rozwój oprogramowania i operacje IT.
Słowo „DevOps” powstało z połączenia dwóch terminów:
Deweloper = Rozwój oprogramowania
Operacje = Operacje IT
DevOps
Podstawowym założeniem DevOps jest skrócenie cyklu życia oprogramowania przy jednoczesnym zapewnieniu jego ciągłego dostarczania w wysokiej jakości. Wdrożenie metodologii DevOps w tworzeniu oprogramowania pomaga podnieść jakość produktu, umożliwia jego szybkie wdrożenie oraz łatwe wprowadzanie poprawek na podstawie otrzymywanych opinii.
Dzięki temu możliwe jest zadowolenie klientów, wyprzedzenie konkurencji i osiąganie kolejnych znaczących celów biznesowych.
Kluczowym elementem DevOps jest wykorzystanie zróżnicowanych narzędzi na różnych etapach rozwoju, począwszy od programowania, planowania i testowania, aż po monitorowanie, rejestrowanie, konfigurację, wydanie, wersjonowanie i utrzymanie. Narzędzia DevOps oferują automatyzację, która oszczędza czas, koszty i wysiłek.
Termin „DevOps” został wprowadzony w 2009 roku przez Patricka Debois, belgijskiego konsultanta, kierownika projektów i praktyka Agile. Był on jednym z pierwszych liderów DevOps. DevOps to sposób myślenia, który rozwijał się przez lata i był udoskonalany przez ekspertów z różnych obszarów IT. Jego korzenie sięgają:
- Zarządzania systemami w przedsiębiorstwie (ESM)
- Zwinnego rozwoju
W koncepcji DevOps, „Dev” odnosi się nie tylko do samych programistów, ale do całego zespołu zaangażowanego w proces tworzenia oprogramowania. Łączy on ludzi, narzędzia i procesy z różnych dziedzin, takich jak planowanie, testowanie, kontrola jakości i inne. Podobnie, „Ops” odnosi się do wszystkich członków zespołu operacyjnego – administratorów systemów, inżynierów systemów, specjalistów ds. bezpieczeństwa, administratorów baz danych, pracowników operacyjnych, inżynierów ds. publikacji i innych.
Dlaczego warto wybrać DevOps?
Tradycyjne metody wytwarzania oprogramowania opierały się na wielu manualnych, żmudnych i czasochłonnych procesach, wymagających znacznego nakładu pracy. Powodowało to również napięcia i trudności w komunikacji między zespołami programistycznymi i operacyjnymi.
Pomimo potencjalnych rozbieżności między zespołami operacyjnymi a programistycznymi, oba zespoły mają wspólny cel – zadowolenie klienta. Wymagania klientów stale się zmieniają, oczekują oni nowych funkcjonalności, funkcji i usług, które ułatwią im życie i zwiększą komfort użytkowania bez zakłóceń.
Ta sytuacja stawia firmy przed dylematem: czy wprowadzać szybkie zmiany w niestabilnym środowisku produkcyjnym oprogramowania, czy utrzymać przestarzałe, ale stabilne środowisko? Żadne z tych rozwiązań nie jest jednak produktywne i nie odpowiada potrzebom i oczekiwaniom klientów.
Programiści dążą do przyspieszenia rozwoju oprogramowania, natomiast zespół operacyjny może sprzeciwiać się wdrażaniu oprogramowania z szybkimi zmianami, bez odpowiednich zabezpieczeń.
DevOps oferuje rozwiązanie dla obu tych podejść. Skupia wszystkich zaangażowanych w tworzenie oprogramowania i operacje. Działają oni zgodnie z zestawem wspólnych zasad, takich jak:
- Automatyzacja powtarzalnych, manualnych procesów w celu oszczędności czasu
- Współpraca w rozwiązywaniu problemów i udostępnianie informacji w celu ulepszeń
- Monitorowanie każdego działania
- Ustalanie priorytetów i inne
Zobaczmy, jakie korzyści może przynieść wdrożenie metodyki DevOps.
Przyspieszenie tworzenia oprogramowania
Przyspieszenie tworzenia oprogramowania
DevOps pomaga zespołom tworzyć oprogramowanie szybko i z zachowaniem wysokiej jakości. Do automatyzacji różnych procesów, od planowania i programowania po testowanie, wdrażanie, monitorowanie i inne, można wykorzystać różnorodne narzędzia. Ponadto, można stosować mikrousługi, aby szybko wprowadzać aktualizacje.
Niezawodność i bezpieczeństwo
DevOps gwarantuje tworzenie wysokiej jakości rozwiązań programowych, umożliwiając płynne wprowadzanie zmian w infrastrukturze i aktualizacji bez negatywnego wpływu na podstawowe funkcje oprogramowania. Narzędzia do monitorowania pozwalają na śledzenie pracy oprogramowania w czasie rzeczywistym oraz testowanie go pod kątem bezpieczeństwa i optymalizacji.
Szybsze wdrażanie oprogramowania
Dzięki DevOps można szybciej opracowywać, testować i ulepszać aplikacje, a także wdrażać je z łatwością. Wczesne wdrożenia produktów umożliwiają zbieranie opinii i szybkie reagowanie na potrzeby. Daje to przewagę konkurencyjną.
Skalowalność
DevOps ułatwia zarządzanie procesami programistycznymi i infrastrukturą oprogramowania oraz obsługę ich w dużej skali. Umożliwia także usprawnienie złożonych systemów i skuteczne reagowanie na zmiany, przy zachowaniu bezpieczeństwa.
Efektywna współpraca
Efektywna współpraca
DevOps eliminuje bariery między zespołami programistycznymi i operacyjnymi. Pomaga zmniejszyć napięcia poprzez właściwe określenie priorytetów i obowiązków. DevOps wzmacnia wartości takie jak odpowiedzialność i poczucie sprawczości, umożliwiając zespołom udostępnianie danych, wspólne rozwiązywanie problemów i udoskonalanie informacji zwrotnych.
Satysfakcja klienta
Dostarczanie wysokiej jakości oprogramowania dzięki DevOps, które rozwiązuje problemy klientów, przyczynia się do zwiększenia ich zadowolenia. Można zaspokajać ich potrzeby poprzez szybkie dostarczanie oprogramowania i implementację informacji zwrotnych.
Czym jest cykl życia DevOps?
Cykl życia DevOps składa się z szeregu zautomatyzowanych procesów realizowanych w iteracyjnym przepływie. Każda faza jest ciągła, co symbolizuje pętlę nieskończoności. Pętla ta przedstawia iterację i współpracę w całym cyklu życia oprogramowania.
Cykl życia DevOps
Zespoły programistyczne i operacyjne współpracują w ramach ekosystemu DevOps przez cały cykl życia oprogramowania, jednocześnie rozwijając wszechstronne umiejętności. Zespoły DevOps używają również różnych narzędzi i technologii do automatyzacji manualnych i powolnych procesów w każdej fazie.
Cykl życia DevOps składa się z następujących faz:
1. Ciągły rozwój
Ciągły rozwój to pierwsza faza cyklu życia DevOps. Ma ona kluczowe znaczenie, gdyż obejmuje planowanie projektu i tworzenie kodu.
Na tym etapie zespół DevOps analizuje wizję i wymagania projektu i na ich podstawie planuje oprogramowanie. Zespół gromadzi wszystkie istotne informacje i omawia je z interesariuszami. Tworzy plan, w którym wszystkie zadania są rozdzielane na mniejsze etapy, aby umożliwić ciągły rozwój.
Po sprecyzowaniu wymagań projektu, rozpoczyna się realizacja planu. Zespół programistów przystępuje do kodowania oprogramowania. Deweloperzy nieustannie kodują i modyfikują kod w przypadku zmiany wymagań lub optymalizacji. Dzięki temu mogą oni wcześnie eliminować błędy, zamiast czekać na fazę testowania, gdzie błędy mogą być trudniejsze do usunięcia.
Ponadto, programiści rozpoczynają prace nad kodem źródłowym po wybraniu odpowiednich języków programowania, takich jak JavaScript, Python, PHP, C, Java i inne. Utrzymują kod i dbają o jego kontrolę wersji.
Narzędzia wspierające ciągły rozwój:
- Do zarządzania kodem źródłowym (SCM) można użyć Git, GitLab, Mercurial oraz BitBucket.
- Kod można również pakować do plików wykonywalnych za pomocą Maven, Garden, Gradle i innych.
- Do planowania i współpracy można użyć Jira, Trello i innych.
2. Ciągła integracja (CI)
Ciągła integracja (CI)
Kolejną fazą jest ciągła integracja (CI), która stanowi sedno cyklu życia DevOps. Kod źródłowy jest modyfikowany wielokrotnie w ciągu dnia lub tygodnia. Integracja kodu obejmuje więc tworzenie nowego kodu w celu obsługi dodatkowych funkcji i funkcjonalności oraz łączenie nowego kodu z już istniejącym.
Należy wykrywać błędy we wczesnej fazie kodowania na każdym kroku poprzez testy jednostkowe, testy integracyjne itp. Testowanie na tym etapie pomaga zrozumieć, jak zaktualizowany kod wpływa na doświadczenie użytkownika. Należy również naprawiać problemy i udoskonalać kod o nowe możliwości. Ponadto, ta faza obejmuje przegląd kodu, pakowanie kodu i kompilację.
Narzędzia do CI: Do ciągłej integracji można wykorzystać Jenkins, TeamCity, GitLab CI, CircleCI i inne.
3. Ciągłe testowanie
Chociaż testy można wykonywać przed ciągłą integracją, aby wcześnie wykryć problemy w kodzie, DevOps wymaga przeprowadzania testów na różnych etapach cyklu życia DevOps, aby upewnić się, że kod jest nienaruszony i wolny od błędów. W ten sposób DevOps tworzy niekończącą się pętlę, w której procesy są wykonywane „w sposób ciągły”, aby stale doskonalić rozwiązania programowe.
Dlatego też testowanie jest powtarzane w celu wykrycia błędów i problemów, które mogą wpłynąć na funkcjonalność, wydajność, stabilność, bezpieczeństwo i skuteczność kodu. Zapewni to wdrożenie wysokiej jakości oprogramowania, które zmaksymalizuje pozytywne doświadczenia użytkowników.
Aby zweryfikować ogólną jakość oprogramowania, można przeprowadzić różne rodzaje testów. Obejmują one testy funkcjonalne i niefunkcjonalne.
- Testowanie funkcjonalne: polega na weryfikacji funkcjonalności oprogramowania, aby upewnić się, że wszystko działa płynnie zgodnie z oczekiwaniami. Może to obejmować testy jednostkowe, testy integracyjne, testy spójności, testy systemowe, testy interfejsu, testy „smoke”, testy alfa, testy beta, testy regresji itp.
- Testowanie niefunkcjonalne: Służy do sprawdzania niefunkcjonalnych aspektów oprogramowania, w celu zwiększenia jego wydajności i poprawy doświadczenia użytkownika. Mogą to być testy wydajności, testy obciążeniowe, testy zabezpieczeń, testy wolumetryczne, testy niezawodności, testy kompatybilności, testy użyteczności, testy akceptacyjne itp.
Narzędzia do testowania: Istnieje wiele narzędzi do testowania oprogramowania, przeznaczonych do różnych rodzajów testów. Mimo że można przeprowadzać testy manualne, wykorzystanie narzędzi do automatyzacji testów pozwala zaoszczędzić czas i wysiłek. Popularne narzędzia do testowania oprogramowania to Apache JMeter, Selenium, IBM Rational Performance Tester, JUnit, LoadView, SoapUI, Acunetix oraz Wapiti.
4. Ciągłe wdrażanie (CD)
Ciągłe wdrażanie (CD)
Po przetestowaniu oprogramowania należy niezwłocznie usunąć wszelkie problemy, aby zapobiec wystąpieniu kolejnych i wyeliminować zagrożenia bezpieczeństwa. Po naprawie oprogramowania, można je ponownie przetestować, aby upewnić się, że na tym etapie nie występują żadne błędy i usterki.
Gdy oprogramowanie jest gotowe, można je wdrożyć na serwerach produkcyjnych. Ciągłe wdrażanie (CD) jest niezbędne i odgrywa kluczową rolę w cyklu życia DevOps. Obejmuje ono zarządzanie konfiguracją, co zapewnia sprawne i dokładne wdrażanie kodu.
Zespół programistów może ostrożnie udostępniać kod na serwerach, planować aktualizacje i konserwację, zachowując przy tym spójność konfiguracji w całym cyklu życia produktu.
Podczas wdrażania można stosować metody takie jak konteneryzacja. Polega ona na pakowaniu kodu z wszystkimi jego zależnościami i komponentami, takimi jak struktury, biblioteki, pliki binarne i konfiguracyjne. Dzięki temu kod może działać w izolowanym środowisku, chroniąc go przed zagrożeniami. Narzędzia do konteneryzacji są przydatne i zapewniają spójność w całym procesie programowania, testowania i wdrażania.
Narzędzia do CD: Do ciągłego wdrażania można użyć Ansible, Puppet, Vagrant, GoCD, Chef i innych. Do konteneryzacji można wykorzystać Docker.
5. Ciągłe sprzężenie zwrotne
Nieustanne zbieranie opinii i ich analizowanie jest kluczowym elementem DevOps. Pomaga to zrozumieć doświadczenia klientów związane z produktem po jego wdrożeniu. W ten sposób można zoptymalizować produkt na potrzeby przyszłych wersji i zapewnić użytkownikom lepsze doświadczenia.
Zbieranie opinii wymaga ścisłej koordynacji między różnymi zespołami, w tym zespołem programistycznym, zespołem testerów, zespołem wdrażającym, zespołem wsparcia, zespołem kontroli jakości, zespołem marketingowym oraz innymi powiązanymi zespołami. Regularnie analizują oni zachowanie klientów, aby ulepszać oprogramowanie pod kątem wydajności, funkcjonalności, cech, bezpieczeństwa, użyteczności, przyjazności, niezawodności, estetyki i innych aspektów.
Aby uzyskać ciągłe informacje zwrotne, zespoły DevOps mogą zbierać opinie klientów w różnorodny sposób:
- Poprzez zbieranie informacji zwrotnych za pośrednictwem kanałów mediów społecznościowych, takich jak LinkedIn, Facebook, Instagram i inne.
- Poprzez przeprowadzanie ankiet.
Narzędzia do ciągłego pozyskiwania informacji zwrotnych: Jira Service Management, Pendo, Slack oraz GetFeedback.
6. Ciągłe monitorowanie
Faza wdrożenia nie jest końcem cyklu życia DevOps. Jak wspomniano wcześniej, jest to proces ciągły, przypominający nieskończoną pętlę, w której każda faza jest powtarzana w celu doskonalenia oprogramowania.
Dzięki ciągłemu monitorowaniu, w czasie rzeczywistym można uzyskać głębszy wgląd w ogólną wydajność, funkcjonalność i kondycję oprogramowania, od jego infrastruktury po zaawansowane komponenty.
Dlatego po wdrożeniu oprogramowania należy je stale monitorować, aby analizować, jak działa. Należy monitorować je pod kątem problemów, takich jak błędy systemowe, problemy z konfiguracją, niedobór pamięci i inne. Zagrożenia bezpieczeństwa są coraz większe, dlatego należy monitorować stan bezpieczeństwa oprogramowania i stosować metody jego ochrony.
W DevOps oprogramowanie musi być regularnie sprawdzane pod kątem tych problemów i zagrożeń. Należy monitorować dane telemetryczne, takie jak logi danych i zdarzeń, metadane i alerty pod kątem pewnych wcześniej zdefiniowanych warunków. Korzystając z tych informacji, zespół DevOps może uzyskać istotne dane, które umożliwią szybsze rozwiązywanie problemów i podnoszenie jakości aplikacji.
Zespół operacyjny będzie monitorował stan oprogramowania i aktywność użytkowników, sprawdzał nietypowe zachowania systemu, śledził błędy i awarie itp. Jeśli wykryje jakiś problem lub rozbieżność, poinformuje o tym zespół i będzie współpracował w celu usunięcia usterki i przywrócenia prawidłowego działania.
Narzędzia do monitorowania: Korzystanie z narzędzi do automatyzacji monitorowania oprogramowania pozwoli zaoszczędzić czas, który byłby potrzebny na wykrywanie problemów i informowanie o nich w czasie rzeczywistym. Umożliwi to podjęcie natychmiastowych działań naprawczych. Można użyć narzędzi do ciągłego monitorowania, takich jak New Relic, Nagios, Splunk, ELK Stack, Datadog, Prometheus oraz Grafana.
7. Operacje ciągłe
Operacje ciągłe
Podobnie jak w przypadku monitorowania, należy wykonywać różne operacje, aby zapewnić poprawne działanie oprogramowania. Oprogramowanie musi być regularnie aktualizowane, a nowe ulepszenia i funkcje powinny zadowalać użytkowników.
Głównym celem ciągłych operacji jest zautomatyzowanie procesu wydawania oprogramowania wraz z kolejnymi aktualizacjami. Powodem jest to, że po pewnym czasie oprogramowanie będzie wymagało konserwacji, aby spełnić wymagania klientów, ulepszyć jego funkcjonalność i funkcje oraz wyeliminować problemy. Podobnie jest z każdą maszyną, z której korzystamy.
Jednakże konserwacja zwykle wymaga od programistów przejścia serwera w tryb offline, co powoduje przestoje w pracy oprogramowania. Nawet krótki przestój może być kosztowny i wpłynąć na wygodę użytkowania.
W celu rozwiązania tego problemu, ciągłe operacje są zautomatyzowane przy użyciu narzędzi i systemów. Ma to na celu skrócenie lub wyeliminowanie przestojów przy jednoczesnym uproszczeniu całego procesu opracowywania, testowania i wydawania oprogramowania w różnych środowiskach. Oferując użytkownikom stały czas pracy bez przestojów, można zagwarantować klientom nieprzerwaną obsługę.
Narzędzia do pracy ciągłej: Do pracy ciągłej można wykorzystać systemy orkiestracji kontenerów, takie jak Kubernetes, Docker Swarm i inne.
Jak wdrożyć DevOps? 4 E
Wdrożenie DevOps nie oznacza zakupu pojedynczego narzędzia i rozpoczęcia tworzenia oprogramowania. Nie jest to narzędzie, lecz technika, metodologia lub filozofia, którą należy umiejętnie przyjąć, aby czerpać z niej jak najwięcej korzyści.
Oto jak można bezproblemowo wdrożyć DevOps i obserwować rozwój.
1. Zaakceptuj kulturę DevOps
Konieczne jest dokładne zrozumienie metodologii DevOps i jej znaczenia w procesie tworzenia oprogramowania. Kultura DevOps odgrywa zasadniczą rolę w kształtowaniu jego realizacji. Na kulturę tę składają się pewne wartości, takie jak:
- Nastawienie na rozwój: DevOps ma na celu rozwój całego zespołu i każdego jego członka. Wspiera ciągłe uczenie się dzięki regularnym informacjom zwrotnym, ulepszeniom i współpracy dla osiągnięcia wspólnego dobra.
- Krótszy cykl wydawania: DevOps kładzie nacisk na przyspieszenie cyklu wydawania produktu przy zachowaniu wysokiej jakości. Ułatwia to również planowanie, zarządzanie ryzykiem oraz umożliwia szybkie dostosowywanie się do zmian.
- Współpraca: DevOps łączy różne zespoły, które pracują jako całość i wspólnie rozwiązują problemy. Wzmacnia współpracę, wzajemne zaufanie i przejrzystość w zespole. Zapewnia lepszy wgląd w procesy i umożliwia dostosowanie się do celów biznesowych.
- Odpowiedzialność: Każdy członek zespołu jest odpowiedzialny za swoje zadania, jak również za pomyślne zakończenie projektu i dostarczenie go w krótkim czasie, z zachowaniem wysokiej jakości.
2. Oceń swoje wymagania
Oceń swoje wymagania
Podejście DevOps może przybierać różne formy dla różnych zespołów i firm, w zależności od ich specyficznych potrzeb.
Dlatego podczas wdrażania DevOps należy określić unikalne wymagania i cele w zakresie tworzenia oprogramowania. Na tej podstawie można zaplanować i opracować strategię dla każdej z faz DevOps oraz szybko dokonać przejścia. Należy określić obszary, w których wdrożenie DevOps wydaje się przydatne, wybrać odpowiednie narzędzia i nakreślić wymagania niezbędne do realizacji planów.
3. Podkreśl metryki
Mierzenie i śledzenie postępów ma kluczowe znaczenie, jeśli chcemy zauważyć usprawnienia po wdrożeniu metodyki DevOps. W tym celu należy szukać odpowiednich metryk, które można wykorzystać do pomiaru. Mogą nimi być:
- Średni czas ładowania oprogramowania
- Średni czas do produkcji (MTTP)
- Średni czas do odzyskania (MTTR)
- Częstotliwość i szybkość wdrażania
Niemniej jednak nie należy przesadzać z liczbą metryk, gdyż może to wprowadzać zamieszanie. Dodanie kilku wskaźników może być korzystne, w zależności od indywidualnych potrzeb. Pozwoli to zespołowi ustalić cele dla każdego wskaźnika i stale je realizować. Ponadto, należy informować zespół o tempie wzrostu, usprawnieniach i zmianach, aby wszyscy członkowie mieli pełny obraz sytuacji.
4. Zastosuj najlepsze praktyki DevOps
Najlepsze praktyki DevOps
Wdrożenie DevOps może stać się płynnym procesem, jeśli zastosuje się kilka najlepszych praktyk DevOps, takich jak:
- Zwinne zarządzanie projektami: ma na celu współpracę, wykorzystanie opinii użytkowników, krótsze cykle produkcyjne i szybkie dostosowywanie się do zmieniających się potrzeb. Różni się to od tradycyjnych podejść, które charakteryzują się dłuższymi cyklami produkcyjnymi i wdrożeniami realizowanymi krok po kroku.
- Automatyzacja i łańcuch narzędzi DevOps: DevOps wydaje się niekompletny bez użycia narzędzi, ponieważ automatyzacja jest jego fundamentem. Zapewnia szybszy rozwój i wydawanie oprogramowania przy zachowaniu wysokiej jakości, oszczędzając czas i zasoby. Łańcuch narzędzi DevOps obejmuje wiele narzędzi dla każdej fazy, od opracowywania, planowania i testowania, po wdrażanie, zbieranie informacji zwrotnych, monitorowanie i operacje, jak zostało to już wyjaśnione.