譯者 | 李睿

審校 | 重樓

沒有比DevOps架構(gòu)更好的架構(gòu)了。將DevOps架構(gòu)圖整合到軟件開發(fā)項(xiàng)目中將會加速和改進(jìn)工作流。

開發(fā)人員遵循正確的實(shí)踐和原則可以改進(jìn)DevOps工作流，并改變組織的思維方式和協(xié)作模式。

在敏捷方法中，開發(fā)和運(yùn)維團(tuán)隊(duì)緊密協(xié)作，使得DevOps架構(gòu)結(jié)合了最佳軟件開發(fā)實(shí)踐、自動(dòng)化和創(chuàng)新工具，以交付以用戶為中心的結(jié)果。

為什么選擇DevOps ?

由于實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和快速交付，現(xiàn)代軟件蓬勃發(fā)展。隨著軟件市場發(fā)展得越來越快，需求也越來越清晰，技術(shù)團(tuán)隊(duì)必須努力跟上市場的步伐。這意味著要改進(jìn)從協(xié)作和溝通到開發(fā)和交付任務(wù)的每個(gè)流程。

DevOps存在于軟件開發(fā)生命周期的每一步，這是它正在將其影響力擴(kuò)展到軟件領(lǐng)域的原因。這不僅僅是實(shí)施一些實(shí)踐和價(jià)值觀；當(dāng)DevOps適應(yīng)良好時(shí)，它會在組織中進(jìn)行徹底的轉(zhuǎn)變。

它打破了團(tuán)隊(duì)之間的壁壘，特別是開發(fā)團(tuán)隊(duì)和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)之間的壁壘，因此消除了過去由于缺乏協(xié)作和溝通而產(chǎn)生的問題，減少了資源浪費(fèi)，并且加快了交付速度。另外，集成自動(dòng)化、測試和監(jiān)控工具可以確保交付的結(jié)果比客戶期望的要好。

什么是DevOps架構(gòu)?

DevOps架構(gòu)圖旨在同步相關(guān)團(tuán)隊(duì)的工作，并為云計(jì)算應(yīng)用程序建立持續(xù)的開發(fā)和交付。它通過結(jié)合敏捷自動(dòng)化、安全性和可觀察性工具來簡化流程。

軟件創(chuàng)建過程最初在開發(fā)團(tuán)隊(duì)和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)之間劃分，這意味著其中一個(gè)團(tuán)隊(duì)必須承擔(dān)另一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成的工作。這意味著錯(cuò)誤可能經(jīng)常發(fā)生，并且很難保持一個(gè)團(tuán)隊(duì)可以與另一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行溝通的健康流程。

通過遵循生產(chǎn)流程，將會更容易、更快創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)協(xié)作的產(chǎn)品。這就是DevOps包含了八個(gè)主要階段的原因，從規(guī)劃項(xiàng)目到監(jiān)控交付結(jié)果，然后再繼續(xù)開始。

以下是DevOps架構(gòu)圖的組成部分：

1.計(jì)劃

在這個(gè)初始階段，產(chǎn)品經(jīng)理和所有者從利益相關(guān)者那里收集需求，并定義產(chǎn)品路線圖。這是確保生產(chǎn)力和易于協(xié)作的關(guān)鍵步驟，因?yàn)榇_定項(xiàng)目的特征和期望以制定完成最終目標(biāo)的計(jì)劃非常重要。

2.編碼

在理解并分發(fā)任務(wù)之后，團(tuán)隊(duì)可以為項(xiàng)目選擇正確的工具。這些工具將幫助流程預(yù)防故障，并自動(dòng)執(zhí)行必要的步驟。

3.構(gòu)建

代碼提交到一個(gè)共享存儲庫，開發(fā)人員將在其中運(yùn)行構(gòu)建和測試，并在出現(xiàn)故障時(shí)獲得警報(bào)。源代碼存儲庫為開發(fā)人員提供了一安全的環(huán)境，以確保代碼能夠正常工作，并為下一階段做好準(zhǔn)備。

4.測試

在接受拉取請求并且沒有錯(cuò)誤地完成構(gòu)建階段之后，將在登臺環(huán)境中對其進(jìn)行測試。由于人工測試會增加錯(cuò)誤，并消耗額外的時(shí)間，因此將這一任務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可以提高生產(chǎn)率并改進(jìn)代碼。

5.發(fā)布

現(xiàn)在是發(fā)布測試過的代碼的時(shí)候了。這可能意味著將Docker映像推送到存儲庫中以便稍后部署，或者在測試后將其標(biāo)記為可運(yùn)行代碼，以便為部署做好準(zhǔn)備。

6.部署

該版本被無縫地部署到生產(chǎn)環(huán)境中，首要任務(wù)是使用正確的工具來維護(hù)可用性，并改善用戶體驗(yàn)。

7.運(yùn)營

團(tuán)隊(duì)收集反饋，并根據(jù)需要自動(dòng)擴(kuò)展平臺。由于開發(fā)和運(yùn)營之間的積極協(xié)作，這個(gè)過程現(xiàn)在在DevOps架構(gòu)中得到了改進(jìn)。

8.監(jiān)控

DevOps的主要優(yōu)先級是可觀察性，因此監(jiān)控在DevOps架構(gòu)圖過程中很重要。在這個(gè)階段，審查周期以避免錯(cuò)誤，并在必要時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。

DevOps架構(gòu)的好處

DevOps架構(gòu)圖在技術(shù)和組織層面促進(jìn)協(xié)作、保持了透明度和易于溝通。在關(guān)注質(zhì)量和安全的同時(shí)，還優(yōu)先考慮更快、更穩(wěn)定的交付。

有了這一全面而敏捷的戰(zhàn)略，DevOps還結(jié)合了先進(jìn)的工具來提高生產(chǎn)力，并利用必要的資源來優(yōu)化成本，并減少資源浪費(fèi)。

DevOps的首要任務(wù)是自動(dòng)化、安全性、協(xié)作性和可觀察性。因此，關(guān)于優(yōu)先級，可以確保DevOps架構(gòu)是安全的，并且符合企業(yè)需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在醫(yī)療保健軟件開發(fā)中加入DevOps，可以幫助企業(yè)從軟件開發(fā)過程的開始就加入安全工具，從而遵守HIPAA等行業(yè)法規(guī)。

總的來說，DevOps是一種創(chuàng)新的方法，可以提高客戶滿意度，并保持企業(yè)的競爭力。

DevOps架構(gòu)的原則

這些是團(tuán)隊(duì)在構(gòu)建符合DevOps核心原則和方法的DevOps架構(gòu)時(shí)可以遵循的關(guān)鍵特征或指南。

1.協(xié)作

當(dāng)人們想到DevOps時(shí)，首先想到的是協(xié)作。因?yàn)檎麄€(gè)方法論都是基于這個(gè)原則。眾所周知，開發(fā)團(tuán)隊(duì)和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)最初是分開的，他們的活動(dòng)之間存在巨大的差距。

DevOps開始改變這一點(diǎn)，提倡這些部門在軟件開發(fā)生命周期中保持互相的密切合作和持續(xù)溝通。這增加了每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的可見性和所有權(quán)，同時(shí)也建立了一個(gè)可以監(jiān)督和改進(jìn)每個(gè)階段的空間，以交付更好的結(jié)果。

2.自動(dòng)化

當(dāng)被問及DevOps時(shí)，人們第二個(gè)想到的是什么?自動(dòng)化。這也是DevOps方法論的一個(gè)主要原則，因?yàn)樗涌炝松鲜袝r(shí)間，簡化了通常人工完成的任務(wù)，并快速增強(qiáng)了流程。

軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以更高效地構(gòu)建和測試以及更快地發(fā)布代碼，并在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并進(jìn)行修復(fù)。

3.以用戶為中心的產(chǎn)品

企業(yè)喜歡DevOps的地方在于它的人性化方法。它優(yōu)先考慮合作者、他們的需求和潛力。但是，通過DevOps方法構(gòu)建的產(chǎn)品總是關(guān)注客戶的需求。確保DevOps架構(gòu)圖成功的方法是結(jié)合持續(xù)的反饋，它將考慮客戶的見解和用戶旅程，以評估他們?nèi)绾闻c產(chǎn)品或服務(wù)交互，并根據(jù)它們做出關(guān)鍵決策。

遵循以用戶為中心的產(chǎn)品原則，DevOps構(gòu)建的產(chǎn)品從想法到發(fā)布都能理解用戶，并解決他們的問題。

4.持續(xù)改進(jìn)

正如人們所看到的，這些原則是為了一個(gè)共同的目標(biāo)：快速交付滿足客戶需求的高效軟件。需要遵循持續(xù)改進(jìn)的原則，以實(shí)現(xiàn)快速、持續(xù)的交付。

這一原則是敏捷方法的一部分，可以提高交付給用戶產(chǎn)品的質(zhì)量和價(jià)值，同時(shí)降低成本，減少資源浪費(fèi)。這就是為什么關(guān)于敏捷與DevOps的討論在技術(shù)世界中是一個(gè)流行的爭論，并且這是一個(gè)值得做的比較，以了解這些方法之間的差異，以及團(tuán)隊(duì)如何將每種方法結(jié)合起來以享受它們的好處。

如何構(gòu)建DevOps架構(gòu)?

成功的DevOps架構(gòu)總是與場景相關(guān)的。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模、截止日期、項(xiàng)目需求、技能和技術(shù)堆棧，DevOps架構(gòu)師必須調(diào)整階段和工具。

一般來說，以下是企業(yè)可以遵循的DevOps最佳實(shí)踐，以構(gòu)建完美的DevOps架構(gòu)圖：

1.定義目標(biāo)：為什么企業(yè)采用DevOps，采用這種方法的最佳方式是什么?首先是理解為什么需要DevOps架構(gòu)，以及在構(gòu)建架構(gòu)時(shí)要考慮企業(yè)的特定需求。

2.選擇合適的工具：有一系列的工具可以整合到DevOps架構(gòu)中。因此，開發(fā)人員確保與在根據(jù)其云計(jì)算應(yīng)用程序需求評估、選擇和實(shí)現(xiàn)完美工具集方面具有專業(yè)知識的團(tuán)隊(duì)合作。

3.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：這是DevOps的主要原則之一，因?yàn)樽詣?dòng)化促進(jìn)了對過程的完整分析，以確定在軟件交付管道中可以在何處實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。例如代碼集成、測試和部署等自動(dòng)化任務(wù)可以是DevOps架構(gòu)每個(gè)階段的一部分。

4.集成持續(xù)集成(CI）/和持續(xù)交付（CD)：持續(xù)集成(CI）/和持續(xù)交付（CD)管道是采用DevOps時(shí)必不可少的實(shí)踐。它確保構(gòu)建、測試和部署階段是自動(dòng)化的，這樣對代碼的任何更改都可以安全、有效地交付，并且不會影響可用性。

5.確保左移安全性：沒有安全性就沒有DevOps架構(gòu)圖。這是DevOps的一個(gè)原則和最佳實(shí)踐，從開發(fā)過程的開始，以及在測試和漏洞評估的每一步都要納入安全性，以確保軟件是安全的。牢記安全合規(guī)性也是為最終用戶創(chuàng)造符合行業(yè)法規(guī)的更好產(chǎn)品的首要任務(wù)。

6.使用容器化：使用像Docker這樣的工具來容器化應(yīng)用程序，然后選擇像Kubernetes這樣的現(xiàn)代技術(shù)來管理這些容器。這提高了自動(dòng)化、適應(yīng)性和可遷移性。

7.采用微服務(wù)方法：分解應(yīng)用程序可以改善DevOps架構(gòu)，因?yàn)殚_發(fā)人員可以在不影響基礎(chǔ)設(shè)施的情況下更改和擴(kuò)展每個(gè)微服務(wù)。微服務(wù)的好處包括敏捷性、自動(dòng)化和容錯(cuò)，加強(qiáng)了DevOps原則。

8.構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施即代碼：這允許基礎(chǔ)設(shè)施配置的自動(dòng)化，這意味著云計(jì)算應(yīng)用程序的開發(fā)、部署和可擴(kuò)展性可以更快、更安全、更有效地完成，因?yàn)殚_發(fā)人員可以在發(fā)生故障時(shí)重新創(chuàng)建資源。這就是應(yīng)該在DevOps架構(gòu)中構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施即代碼工具的原因。

9.嘗試采用無服務(wù)器模型：無服務(wù)器云原生開發(fā)模型允許團(tuán)隊(duì)在不管理服務(wù)器的情況下構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用程序。沒有更多的基礎(chǔ)設(shè)施管理；這也是一種自動(dòng)化部署、資源調(diào)配和擴(kuò)展的方法。開發(fā)人員還可以更好地管理其預(yù)算，因?yàn)橹恍铻樽约赫谑褂玫脑朴?jì)算資源支付費(fèi)用。

10.為可擴(kuò)展性而設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)，需要記住應(yīng)用程序?qū)㈦S著客戶需求而增長和更改，這一點(diǎn)非常重要。DevOps提倡一種可擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施，可以在其中自動(dòng)增加或減少應(yīng)用程序的容量。這允許開發(fā)人員在考慮其資源和預(yù)算的同時(shí)確保其應(yīng)用程序始終對許多用戶可用。

除此之外，對于成功的DevOps架構(gòu)圖實(shí)現(xiàn)，在團(tuán)隊(duì)中構(gòu)建一個(gè)可以完全采用DevOps文化的協(xié)作環(huán)境是必要的。這包括構(gòu)建一個(gè)工作流，在這個(gè)工作流中，可以不斷地從團(tuán)隊(duì)成員、利益相關(guān)者和用戶那里收集反饋，以不斷改進(jìn)和開發(fā)應(yīng)用程序。

促進(jìn)持續(xù)監(jiān)控和可觀察性以關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施的性能和可用性也很重要。并使用容錯(cuò)和自動(dòng)災(zāi)難恢復(fù)策略提前規(guī)劃可能出現(xiàn)的故障或錯(cuò)誤。

DevOps架構(gòu)工具

構(gòu)建DevOps架構(gòu)的關(guān)鍵是使用正確的DevOps工具來管理開發(fā)管道。有很多這樣的工具，所以開發(fā)人員要考慮需求和團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)。

以下是DevOps團(tuán)隊(duì)在DevOps架構(gòu)圖的不同階段廣泛使用的一些流行工具：

1.基礎(chǔ)設(shè)施即代碼工具

（1）Ansible

該工具可以在DevOps架構(gòu)中自動(dòng)執(zhí)行許多任務(wù)。具體來說，它是一個(gè)配置管理工具，允許開發(fā)團(tuán)隊(duì)定義基礎(chǔ)設(shè)施的配置。

Ansible使用YAML腳本作為劇本來定義系統(tǒng)狀態(tài)。它是一種多功能工具，并不僅限于基礎(chǔ)設(shè)施的資源調(diào)配。

（2）Terraform

IaC的另一個(gè)流行工具是Terraform，它可以幫助定義、提供和管理基礎(chǔ)設(shè)施的資源。使用聲明性模型來定義目標(biāo)基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)，Terraform使用聲明性模型來定義目標(biāo)基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)，從而處理供應(yīng)。開發(fā)人員只需要描述想要的基礎(chǔ)設(shè)施。

Terraform使用Hashicorp配置語言作為配置文件的域特定語言。

2.監(jiān)控工具

（1）Grafana

為了確保可觀察性，Grafana是一個(gè)很棒的開源工具，用于監(jiān)控指標(biāo)和日志。它創(chuàng)建了有用的數(shù)據(jù)可視化和儀表板，以便團(tuán)隊(duì)可以全面了解其基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)。

它可以與其他工具(例如Prometheus)和其他服務(wù)(例如電子郵件或Slack的通知、Jira的票務(wù)或Jenkins的CI/CD)連接。

（2）Prometheus

這也是一個(gè)用于可靠性和可擴(kuò)展性的開源監(jiān)視和警報(bào)工具。Prometheus收集和存儲數(shù)據(jù)，并提供從數(shù)據(jù)中提取見解的功能。

Prometheus主要用于存儲時(shí)間序列數(shù)據(jù)，通常像來自各種系統(tǒng)和應(yīng)用程序的指標(biāo)。它包括時(shí)間戳，也是一個(gè)非常靈活的工具。

結(jié)合Prometheus和Grafana，提供了對DevOps架構(gòu)健康和性能的端到端可見性。

3.容器化工具

（1）Docker

Docker是容器化的領(lǐng)先技術(shù)，因?yàn)樗鼘⒎?wù)打包到容器中，包括依賴項(xiàng)、庫和操作系統(tǒng)。

這樣，開發(fā)人員就可以跨不同的環(huán)境部署和移動(dòng)應(yīng)用程序。對于DevOps架構(gòu)，這提高了可用性和靈活性。使用Docker，團(tuán)隊(duì)可以更輕松地構(gòu)建、共享、部署和管理容器。

（2）Kubernetes

Kubernetes是DevOps架構(gòu)中最常用的技術(shù)之一。這個(gè)開源系統(tǒng)非常適合自動(dòng)部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用程序。

谷歌公司開發(fā)了這個(gè)容器編排系統(tǒng)，它由控制平臺和一組稱為節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)器組成。Kubernetes有一個(gè)復(fù)雜的架構(gòu)，但它為DevOps環(huán)境提供了許多好處，例如它的編程語言、平臺無關(guān)性、按需擴(kuò)展應(yīng)用程序和優(yōu)化資源的能力。

4.CI/CD工具

（1）Jenkins

Jenkins檢查提交的代碼，并在進(jìn)行更改時(shí)進(jìn)行編譯。它是最流行的CI/CD工具之一，因?yàn)樗情_源的、基于Java的，并且擁有龐大的社區(qū)，因?yàn)樗谑袌錾弦呀?jīng)存在了一段時(shí)間。

該工具使開發(fā)人員能夠處理代碼，因?yàn)橹罉?gòu)建、測試和部署將是自動(dòng)化的，并且它將查明任何問題，以便團(tuán)隊(duì)能夠解決這些問題。

Jenkins提供了許多插件，可以用作簡單的CI服務(wù)器或CD集線器。

（2）AWS CodePipeline

AWS CodePipeline是一項(xiàng)持續(xù)交付服務(wù)，可釋放管道以創(chuàng)建快速可靠的應(yīng)用程序。當(dāng)對軟件進(jìn)行更改時(shí)，該工具將自動(dòng)發(fā)布它們，從源存儲庫開始，并繼續(xù)進(jìn)行構(gòu)建、測試和部署。

該工具的優(yōu)勢在于它可以輕松地與AWS服務(wù)和工具集成，從而實(shí)現(xiàn)高速和完整的管道可見性，這在DevOps架構(gòu)中始終是優(yōu)先考慮的。

其他AWS開發(fā)工具包括：

• AWS CodeCommit作為存儲和管理源代碼的中央存儲庫。
• AWS CodeBuild用于編譯源代碼和運(yùn)行測試。
• AWS CodeDeploy用于自動(dòng)將應(yīng)用程序部署到計(jì)算環(huán)境。
• AWS CodeStar通過統(tǒng)一的用戶界面輕松管理軟件開發(fā)活動(dòng)。
• AWS ECR用于存儲、管理和部署容器映像。

5.編碼協(xié)作服務(wù)

（1）Bitbucket

這個(gè)基于云計(jì)算的平臺是一個(gè)版本控制系統(tǒng)，用于通過拉取請求進(jìn)行代碼協(xié)作。它幫助團(tuán)隊(duì)維護(hù)代碼質(zhì)量和協(xié)作。

Atlassian創(chuàng)建了它，所以它與Jira、Confluence和Trello等工具集成在一起。由于協(xié)作是DevOps架構(gòu)的基本原則，這些工具可以改善團(tuán)隊(duì)溝通和協(xié)同工作的方式。

（2）GitHub

GitHub是另一個(gè)基于云計(jì)算的代碼協(xié)作、托管和版本控制工具。它簡化了Git的使用，與各種第三方工具集成，并提供了跟蹤和組織問題等項(xiàng)目管理功能。

它有一個(gè)非常友好的用戶界面；用戶可以對特定的代碼行進(jìn)行評論，提出更改建議和討論改進(jìn)。這是至關(guān)重要的，因?yàn)榇a審查最佳實(shí)踐有助于保持代碼的質(zhì)量。

6.安全工具

（1）Snyk

Snyk是一個(gè)安全工具，用于發(fā)現(xiàn)和修復(fù)專有代碼、開源依賴項(xiàng)、容器映像和云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施中的安全問題。

除了識別漏洞之外，它還提供修復(fù)漏洞的建議并幫助開發(fā)人員。Snyk還集成了CI/CD管道，并遵循左移安全方法。

（2）OWASP ZAP

這一工具可幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)識別應(yīng)用程序中的漏洞，例如敏感數(shù)據(jù)泄露、身份驗(yàn)證受損和安全風(fēng)險(xiǎn)。它執(zhí)行不同的測試功能，例如掃描請求、識別站點(diǎn)結(jié)構(gòu)、攔截瀏覽器和Web應(yīng)用程序之間的請求等等。

OWASP DevSecOps指南定義了在DevOps架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)OWASP的最佳實(shí)踐，以有效地測試和保護(hù)代碼。

DevOps架構(gòu)圖示例

成功的DevOps架構(gòu)是安全的、自動(dòng)化的、協(xié)作的和持續(xù)的。以下是一個(gè)示例，說明在集成正確的工具并遵循優(yōu)化DevOps實(shí)現(xiàn)的原則到基礎(chǔ)設(shè)施中時(shí)，安全的DevOps架構(gòu)圖會是什么樣的。

結(jié)論

在軟件開發(fā)過程中實(shí)現(xiàn)DevOps架構(gòu)是與數(shù)字化轉(zhuǎn)型同步進(jìn)行的。對于那些希望在構(gòu)建安全、可靠和有效的軟件產(chǎn)品的同時(shí)加速軟件交付的團(tuán)隊(duì)來說，這個(gè)工作流非常有用。

通過提高與DevOps的協(xié)作和生產(chǎn)力，技術(shù)團(tuán)隊(duì)將能夠持續(xù)交付、測試和監(jiān)控以用戶為中心的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序?qū)⒎闲袠I(yè)法規(guī)，并在擴(kuò)展或任何可能出現(xiàn)的問題期間保持可用性。

要為項(xiàng)目構(gòu)建正確的DevOps架構(gòu)，需要確保它遵循最重要的DevOps原則，例如自動(dòng)化、協(xié)作、持續(xù)改進(jìn)和以用戶為中心的開發(fā)。

此外，遵循DevOps架構(gòu)的最佳實(shí)踐，以確保它的自動(dòng)化、協(xié)作性、可擴(kuò)展性和安全性。這些實(shí)踐包括集成CI/CD管道、微服務(wù)和無服務(wù)器方法，以及構(gòu)建諸如代碼和容器編排之類的基礎(chǔ)設(shè)施。

這就是一個(gè)成功的DevOps架構(gòu)，它將幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)保持同步，并交付高質(zhì)量的結(jié)果來發(fā)展業(yè)務(wù)。

原文標(biāo)題：How To Improve Your DevOps Workflow，作者：Alfonso Valdes