DevOps: основные принципы, практики и инструменты подхода

Что такое девопс? В разработке ПО обычно задействованы несколько команд, которые выполняют отдельные задачи. При этом ИТ-специалисты обвиняют друг друга в сбоях, перекладывают ответственность на коллег и долго устраняют ошибки. Сроки релизов увеличиваются, качество продуктов снижается, а бизнес несет убытки. Справиться с недостатками такого подхода помогает методика DevOps. В материале мы разберем, что делает devops инженер, какие есть принципы, инструменты, практики и преимущества внедрения этого метода в бизнес.

Что такое DevOps

DevOps (Development Operations) или девопс — это, простыми словами, методики автоматизации технологических процессов и организации команд, которые позволяют быстро создавать и запускать в production новые ИТ-продукты. Термин состоит из двух слов: development (разработка) и operations (управление). DevOps-подход предполагает, что работа команд разработки, тестирования и эксплуатации объединены в один непрерывный и автоматический процесс по принципу конвейера. В задачи DevOps инженера входит обеспечение безопасной работы систем, повышение эффективности и своевременная ликвидация возникающих проблем.

Команды девопс инженеров сотрудничают между собой и отвечают за каждую часть ПО на протяжении его жизненного цикла: от создания до внедрения. Ответственность за конечный продукт лежит на всех участниках процесса, поэтому в их интересах быстро решать поставленные задачи, исправлять ошибки и выпускать готовые продукты. Но этого недостаточно для эффективной работы, поэтому есть принципы, инструменты и практики, которые автоматизируют рутинные процессы.

Что нужно знать DevOps инженеру? Прежде всего, важно разобраться в самом принципе DevOps, изучить практики devops. Что касается хард скилов, то часто DevOps инженер — это бывший системный администратор, разработчик или тестировщик.

Принципы DevOps

Ключевые принципы DevOps описаны в модели CALMS. Ее используют для оценки готовности компании к внедрению процессов DevOps и измерения успешности внедрения подхода. Аббревиатура CALMS расшифровывается, как:

• культура (culture). ИТ-специалисты по разработке, тестированию и эксплуатации образуют единую функциональную команду, которая отвечает за проект в целом. Поэтому они вовлечены в работу, активно взаимодействуют между собой и несут ответственность за качество конечного продукта;
• автоматизация (automation). Все процессы разработки при devops подходе максимально автоматизированы, чтобы снизить влияние человеческого фактора, повысить производительность команды и освободить время ИТ-специалистов на написание кода и генерацию новых идей;
• бережливость (lean). ИТ-специалисты работают по методике agile, в рамках которой они постоянно совершенствуют процессы, уделяют внимание экспериментам, оптимизируют использование ресурсов и увеличивают скорость работы над продуктом;
• измерение (measurement). Команды DevOps используют короткие циклы обратной связи с клиентами и конечными пользователями, мониторят и измеряют производительность программного обеспечения, чтобы использовать эту информацию для дальнейших улучшений и новых релизов;
• обмен (sharing). Быстрый выпуск релизов возможен, только когда у команд, которые работают над программным обеспечением, есть общая цель, доверие, открытая коммуникация и четкое понимание, на каком этапе сейчас находится конкретная задача.

Практики DevOps

Автоматизировать рабочие процессы и постоянно улучшать продукт позволяют специальные DevOps-практики, которые применяют на разных этапах создания приложений.

Непрерывная интеграция

Команда объединяет изменения программного кода в центральном репозитории, после чего происходят его автоматическая сборка, тестирование и запуск. Главные преимущества этой практики — быстрый поиск и исправление ошибок, улучшение качества ПО и сокращение временных затрат на проверку и выпуск обновлений и фич.

Если не применять непрерывную интеграцию, ИТ-специалисты будут работать изолированно и объединять изменения с основной частью проекта только в момент завершения своей части. В такой ситуации слияние кода становится сложной задачей, в ходе которой можно совершить большое количество ошибок.

Непрерывное тестирование

Регулярное тестирование перед обновлением продукта позволяет на ранних этапах выявить ошибки, чтобы они не повлияли на работу продукта. Тестирование может быть ручным, но технологии девопс предусматривают автоматизацию тестов, чтобы качественно отслеживать изменения в коде и контролировать качество.

Код разворачивается в среде контроля качества (QA environment) для функционального тестирования, только если успешно пройдет все модульные тесты. Если тест не проходит, то сборка отклоняется, а разработчик получает уведомление, что код необходимо перепроверить.

Непрерывная доставка

Непрерывная доставка предполагает автоматическое развертывание всех изменений кода в тестовой и (или) рабочей среде после сборки. Автоматизирован не только процесс тестирования, но и процесс выпуска продукта, поэтому приложение можно развернуть в любое время и выпускать релизы регулярно: каждый день, неделю или месяц. Необходимо выполнять развертывание как можно раньше, чтобы обеспечить выпуск небольших пакетов изменений, в которых легко найти ошибку в случае сбоев.

Непрерывное развертывание

Каждое изменение, которое проходит все стадии производственного конвейера, выпускается в релиз. Вмешательство человека не требуется, и развертыванию нового изменения в рабочую среду может помешать только ошибка во время теста. Поэтому эта практика ускоряет цикл обратной связи с клиентами и избавляет команду от стресса предстоящего релиза.

Мониторинг

Мониторинг приложений, инфраструктуры и ПО происходит на постоянной основе. Большинство компаний следят за следующими показателями: использование CPU и памяти, дискового пространства, действия клиента, политики безопасности. Направление DevOps помогает обеспечить получение быстрой обратной связи по только что выпущенным релизам. Если система мониторинга фиксирует сбой, система может запустить автоматический откат изменений, чтобы обеспечить стабильность работы продукта.

Инфраструктура как код

Инфраструктуру настраивают согласно тем же принципам, что и приложения. Активно используют облачные решения, виртуальные машины, сети, балансировщики, базы данных и т.д. IaC позволяет хранить всю конфигурацию инфраструктуры в одном месте, воссоздавать ее при необходимости и следить за изменениями, если конфигурация хранится в системе контроля версий.

Инструменты DevOps

Внедрить и эффективно использовать DevOps инженерам помогают различные инструменты и сервисы. Облачные технологии. IaaS (инфраструктура как сервис) позволяет гибко масштабировать вычислительные мощности. PaaS (платформа как сервис) предлагает готовые решения для хранения данных, разработки, контейнеризации. Managed DevOps подразумевает создание удобной конвейерной среды. Инструменты для управления инфраструктурой как кодом (Terraform и Pulumi) помогают автоматизировать развертывание инфраструктуры и управлять приложениями в облаке.

Kubernetes

Системы управления и оркестрации контейнерами. Управляют контейнерами, облегчают реализацию непрерывной доставки кода, быстрое развертывание и масштабирование конфигураций приложений для тестирования и запуска на рабочих серверах. Пример: Docker Swarm, Kubernetes, Docker, Podman.

GitLab

CI/CD-системы (GitLab, Jenkins и Bamboo) обеспечивают работу скриптов, автоматизацию и оперативную обратную связь. Системы версий (Git) отслеживают процесс разработки, внесенные изменения и позволяют быстро откатить приложение к предыдущей версии в случае сбоя.

Ansible

Системы управления конфигурацией, развертывания и отслеживания работы приложений (Ansible, Chef, Puppet). Системы позволяют централизованно приводить управляемые сервисы к заранее описанной конфигурации. Правила описания конфигурации стандартизированы и понятны, но при этом обладают большой гибкостью. Инструмент Ansible написан на Python.

Python

Python — один из популярных языков программирования, на котором написано большое количество программ. Широкое распространение он получил и в DevOps. 

На этом языке написана большая часть модулей систем управления базами данных (MySQL, PostgreSQL). Python можно применять для развертывания модулей Fabric, fabtools, cuisine, для SDK-модулей автоматизации boto и google-cloud-storage.

В чем преимущества DevOps-подхода

DevOps помогает существенно увеличить скорость релизов, сократить количество ошибок при тестировании и запуске продуктов, наладить беспроблемное обновление и сократить расходы на разработку приложений. В задачи DevOps входит полный цикл, включая проектирование, написание кода, тестирование, непрерывное развертывание и мониторинг.

Внедрение DevOps-подхода к процессу разработки программного обеспечения позволяет бизнесу:

• снизить частоту отказов при выпуске новых релизов;
• выкатывать качественные и стабильные релизы;
• восстанавливать быстро работоспособность продукта при сбое;
• обеспечивать стабильность продукта и качество разработки ПО;
• уменьшать время выхода в production;
• ускорять процесс создания кода;
• повышать качество, стабильность и отказоустойчивость продукта;
• увеличивать лояльность и удовлетворенность конечных пользователей.

Вывод: DevOps ускоряет цифровую трансформацию бизнеса

Мы разобрали, что значит DevOps и как стать девопсом, а также выяснили, что этот подход широко используют в ИТ-индустрии, чтобы быстро разрабатывать и выпускать программное обеспечение. DevOps технологии внедрили и активно используют крупные мировые корпорации, как Amazon, Google и BMC Software. DevOps стал доступнее для многих компаний за счет облачных технологий. С их помощью геораспределенные команды могут в единой пространстве собирать системы, тестировать гипотезы, автоматизировать поиск багов, выкатывать обновления софта и создавать новые функциональности.

Польза методологии для бизнеса

Сейчас бизнес все чаще задумывается, как распространить принципы DevOps на работу всей организации, чтобы автоматизировать и ускорить процессы и за счет этого получить больше конкурентных преимуществ. Причина в том, что одна из основных задач специалиста DevOps — решать проблемы, которые возникают при взаимодействии бизнеса и инженеров. Разработчики лучше понимают задачи заказчиков и могут сосредоточить на них свои усилия. Это существенно упрощает и ускоряет процесс разработки. 

Проблемы при разработке приложений без DevOps

Если все функции вашего продукта реализованы в едином структурированном пространстве, а все файлы взаимосвязаны и четко структурированы, можно обойтись и без DevOps администрирования проекта. Во всех остальных случаях компания рискует отстать от конкурентов, которые успешно применяют этот подход. Отказ от участия DevOps менеджера в проекте может привести к большому количеству ошибок, снижению скорости работы и повышению стоимости разработки.