技術(shù)干貨 | 淺談DevOps實(shí)踐

隨著微服務(wù)及容器化技術(shù)的普及至大眾視線后DevOps常被提及，關(guān)于DevOps似乎并沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義，如果說從基于目標(biāo)導(dǎo)向去給它做一個(gè)定義，DevOps是一套實(shí)踐方法，即在保證高質(zhì)量的前提下，縮短系統(tǒng)由變更、提交、部署更新到生產(chǎn)環(huán)境的時(shí)間，DevOps的核心由此可見體現(xiàn)在“保證高質(zhì)量”, “縮短時(shí)間”，“部署”。

如上圖，傳統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)維之間存在一堵墻，開發(fā)人員想改變而運(yùn)維人員想要穩(wěn)定。另外，傳統(tǒng)開發(fā)工具與運(yùn)維工具也存在一堵墻，并沒有打通成為一條工具鏈。

從字面上來理解DevOps ，Dev（開發(fā)人員）+Ops（運(yùn)維人員），DevOps 強(qiáng)調(diào)的是高效組織團(tuán)隊(duì)之間如何通過自動(dòng)化的工具協(xié)作和溝通來完成軟件的生命周期管理，從而更快、更頻繁地交付更穩(wěn)定的軟件。

軟件開發(fā)演變：

緩慢而繁瑣的瀑布模型演變成敏捷，開發(fā)團(tuán)隊(duì)在短時(shí)間內(nèi)完成軟件開發(fā)，持續(xù)時(shí)間甚至不超過兩周。如此短的發(fā)布周期幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)處理客戶反饋，并將其與bug修復(fù)一起合并到下一個(gè)版本中。

雖然這種敏捷的SCRUM（迭代式增量軟件開發(fā)）方法為開發(fā)帶來了敏捷性，但它在運(yùn)維方面卻失去了敏捷實(shí)踐的速度。開發(fā)人員和運(yùn)維工程師之間缺乏協(xié)作仍然會(huì)減慢開發(fā)過程和發(fā)布。DevOps就是基于對(duì)更好的協(xié)作和更快的交付的需求而產(chǎn)生的。

從2009年提出DevOps的概念，時(shí)至今日已經(jīng)有十余個(gè)年頭，在此之前DevOps為什么沒有迅速走紅，總結(jié)主要原因?yàn)橐韵聨c(diǎn)：

● 之前的云計(jì)算還屬于小眾產(chǎn)品，虛擬化、虛擬機(jī)還是重量級(jí)的IT基礎(chǔ)設(shè)施。

● 容器相關(guān)技術(shù)（Docker為代表）沒有橫空出世，導(dǎo)致DevOps無法迅速走紅。

● Micro Service即微服務(wù)尚未廣泛的推廣使用。

DevOps開始深入人心，和云計(jì)算、容器/Docker、微服務(wù)、敏捷等相關(guān)概念和實(shí)施的發(fā)展離不開，互聯(lián)網(wǎng)迅猛的發(fā)展，需要更快的業(yè)務(wù)試錯(cuò)與業(yè)務(wù)創(chuàng)新，讓軟件的生產(chǎn)、交付、獲取、升級(jí)變得自動(dòng)，DevOps在傳統(tǒng)企業(yè)也開始備受關(guān)注開始走紅。

對(duì)DevOps的狹義理解：

簡(jiǎn)單說DevOps是提倡開發(fā)和IT運(yùn)維之間的高度協(xié)同，在完成高頻率部署的同時(shí)，提高生產(chǎn)環(huán)境的可靠性、穩(wěn)定性、彈性和安全性。

DevOps不僅需要打通開發(fā)和運(yùn)維之間的隔閡墻，更需要從應(yīng)用的全生命周期考慮，實(shí)現(xiàn)全生命周期的工具全鏈路打通與自動(dòng)化、跨團(tuán)隊(duì)的線上協(xié)作能力。

縱向集成，打通應(yīng)用全生命周期（需求、設(shè)計(jì)、開發(fā)、編譯、構(gòu)建、測(cè)試、打包、發(fā)布、配置、監(jiān)控等）的工具集成，最終實(shí)現(xiàn)自助化。

例如：項(xiàng)目組的開發(fā)人員可以通過DevOps的平臺(tái)上，自主申請(qǐng)開通需要的各種服務(wù)，比如開通開發(fā)環(huán)境、代碼庫等。

橫向集成，打通架構(gòu)、開發(fā)、管理、運(yùn)維等部門墻。橫向集成中DevOps強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是跨團(tuán)隊(duì)的線上協(xié)作。

例如：傳統(tǒng)的系統(tǒng)上線部署方式，通過一個(gè)發(fā)布手順文檔，上百頁都有可能，但在DevOps的平臺(tái)下，應(yīng)該是通過標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行環(huán)境的選擇、環(huán)境配置的設(shè)置、部署流程的編排，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的部署手冊(cè)，這樣的手冊(cè)，人機(jī)都能夠執(zhí)行，并且過程可以被追蹤和審計(jì)。

我們使用DevOps時(shí)，大致有這幾種誤區(qū)認(rèn)知：

● 企業(yè)沒有使用云相關(guān)產(chǎn)品（IaaS、PaaS），無法開展DevOps；

● 微服務(wù)架構(gòu)開發(fā)的應(yīng)用適合DevOps，傳統(tǒng)SOA應(yīng)用不適合；DevOps的實(shí)施和應(yīng)用架構(gòu)無關(guān)，無論是微服務(wù)架構(gòu)，還是SOA類型應(yīng)用，都可以開展DevOps工作；

● 自動(dòng)化工具的運(yùn)用等同于DevOps的成功；采用自動(dòng)化工具本身不是DevOps，只有將這些工具與持續(xù)集成、持續(xù)交付、持續(xù)的反饋與優(yōu)化進(jìn)行端到端的整合時(shí)，這些工具才成為DevOps的一部分；

● DevOps不僅僅是自動(dòng)化。自動(dòng)化是DevOps非常重要的一部分，但不是唯一的部分，實(shí)施DevOps需要從敏捷、持續(xù)、協(xié)作、系統(tǒng)性、自動(dòng)化多個(gè)維度進(jìn)行建設(shè)與改進(jìn)。

邏輯架構(gòu)整個(gè)DevOps平臺(tái)分為三層：

設(shè)施層：包括IaaS，CaaS，一般是基于OpenStack和Kubernetes、Docker；

服務(wù)層：服務(wù)管理與調(diào)度的基礎(chǔ)能力，如注冊(cè)中心，編排，以及企業(yè)級(jí)或互聯(lián)網(wǎng)式的云服務(wù)；

DevOps層：更多的是工作流程需求、設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、發(fā)布等，看板等；

實(shí)施DevOps的核心目標(biāo)是加速企業(yè)IT精益運(yùn)行，提升IT的生產(chǎn)效率，加速部門、企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力。實(shí)施DevOps需要從組織、技術(shù)、流程三個(gè)維度進(jìn)行。

可以梳理出目前團(tuán)隊(duì)中欠缺但又容易改進(jìn)的點(diǎn)，逐步將更多的實(shí)踐活動(dòng)納入團(tuán)隊(duì)當(dāng)中。團(tuán)隊(duì)實(shí)施DevOps的目的在于，將重復(fù)、價(jià)值低的事情交由DevOps平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)企業(yè)中，技術(shù)方面的實(shí)踐最容易在團(tuán)隊(duì)中實(shí)現(xiàn)、流程次之、組織的優(yōu)化與變革最為艱難。

1、技術(shù)方面

● 集成工具鏈：

打通應(yīng)用開發(fā)工具鏈：需求、項(xiàng)目、代碼、構(gòu)建、測(cè)試、打包、發(fā)布、配置、監(jiān)控；

● 基礎(chǔ)設(shè)施即編碼：

將基礎(chǔ)環(huán)境服務(wù)化、可編程化，基礎(chǔ)設(shè)施讓項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以自助獲?。蛔尰A(chǔ)設(shè)施從物理機(jī)、虛擬機(jī)、走向容器；

● 一鍵編譯、測(cè)試、部署：

開發(fā)人員可以從代碼開始，一鍵獲得可訪問的環(huán)境，根據(jù)需要可以推送開發(fā)、測(cè)試、預(yù)發(fā)、生產(chǎn)環(huán)境；

● ChatOps：

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員將溝通、工具和過程整合在一起。將工具植入對(duì)話中，保障團(tuán)隊(duì)能夠自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)與協(xié)作。推薦最近比較流行的hubot。

2、 流程方面

● 看板：

在DevOps中看板不僅是任務(wù)協(xié)調(diào)溝通的機(jī)制；也可作為管制平臺(tái)，量化組織生產(chǎn)能力的工具。

● MVP：

采用MVP（Minimum Viable Product最小可行產(chǎn)品）原則，最短時(shí)間內(nèi)快速交付產(chǎn)品原型，然后通過測(cè)試并收集用戶的反饋，快速迭代，不斷修正產(chǎn)品，適應(yīng)客戶的需求。

● 發(fā)布：

建立持續(xù)發(fā)布機(jī)制，形成自動(dòng)化、自助化，支持常見的灰度發(fā)布、金絲雀、藍(lán)綠、回滾、A/B測(cè)試等；

● 軟件度量：

通過軟件度量（包括過程度量、質(zhì)量度量、用戶度量、成本度量），推算出組織的各種有效指標(biāo)；可以掌控組織的生產(chǎn)力水平，也可通過度量數(shù)據(jù)，反向優(yōu)化組織瓶頸點(diǎn)；

● 一切皆代碼：

文檔（用戶場(chǎng)景、功能特性等）、配置（應(yīng)用配置、環(huán)境配置、腳本等）、環(huán)境（基礎(chǔ)設(shè)施、中間件環(huán)境等）、發(fā)布包需要統(tǒng)一看待成代碼，納入版本管理，提供全視角的鏈路追蹤。

例如：每個(gè)發(fā)布的版本，可以追溯其對(duì)應(yīng)的配置，代碼、文檔，發(fā)布的功能點(diǎn)。

組織、技術(shù)、流程三個(gè)維度中，技術(shù)、流程可以通過平臺(tái)或者工具進(jìn)行最佳實(shí)踐的固化。

平臺(tái)建設(shè)第一步，梳理出DevOps的整體模型。從角色、規(guī)劃設(shè)計(jì)、開發(fā)交付、運(yùn)營(yíng)反饋四個(gè)維度進(jìn)行梳理。以產(chǎn)品為核心，將代碼、配置、環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格分離，同時(shí)覆蓋產(chǎn)品全生命周期。

另外企業(yè)在落地DevOps也存在如下困境：

關(guān)于DevOps工具選擇，按照階段進(jìn)行拆分，將其分解到各階段分別是：規(guī)劃、構(gòu)建、持續(xù)集成、部署、運(yùn)營(yíng)以及持續(xù)反饋。

1) 規(guī)劃

視覺與設(shè)計(jì)方面達(dá)成協(xié)作，推薦使用的工具：Confluence， HipChat，JIRA Software。

2) 構(gòu)建

開發(fā)階段環(huán)境構(gòu)建，推薦使用的工具：Docker。

基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化，推薦使用的工具：Bamboo， Bitbucket， Chef，Docker, Puppet。

3) 持續(xù)集成

它是支撐新功能的代碼與當(dāng)下代碼集成的環(huán)節(jié)。軟件在持續(xù)性開發(fā)，升級(jí)后的代碼必須持續(xù)性集成，并快速地與系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)用戶的各種需求變更。變更后的代碼，還應(yīng)當(dāng)保證執(zhí)行時(shí)環(huán)境中沒有異常。推薦使用的工具：Bamboo， HipChat。

自動(dòng)化測(cè)試，對(duì)于準(zhǔn)備和支持開發(fā)構(gòu)建工作，自動(dòng)化測(cè)試的操作過程透明化以及徹底性是非常重要的。推薦使用的工具：Bamboo， Bitbucket，Capture for JIRA。

4) 部署

發(fā)布儀表盤，在一個(gè)地方對(duì)于你想尋找的關(guān)于分支，構(gòu)建，拉請(qǐng)求和部署警告等信息提供高可視化。推薦使用的工具：JIRA Software。

自動(dòng)化部署，推薦使用的工具：AWS， Bamboo， HipChat，Puppet。

5) 運(yùn)營(yíng)

監(jiān)控，實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)控針對(duì)服務(wù)器監(jiān)控和應(yīng)用程序性能監(jiān)控，推薦使用的工具：BigPanda，HipChat，HostedGraphite，Nagios，NewRelic，PagerDuty，Pingdom，Splunk。

溝通與集群，跨團(tuán)隊(duì)溝通是實(shí)現(xiàn)文化轉(zhuǎn)變的第一步，聊天工具可促進(jìn)它的實(shí)時(shí)性。推薦使用的工具：BigPanda，DataDog， HipChat，NewRelic， PagerDuty，StatusPage。

事件、變更和問題跟蹤，推薦使用的工具：JIRA Service Desk，JIRA Software

6) 持續(xù)反饋

通過用戶反饋創(chuàng)造更好的產(chǎn)品，推薦使用的工具：GetFeedback，HipChat，JIRA Service Desk，Pendo，Surveymonkey，HootSuite。

在實(shí)踐DevOps時(shí)，可以從運(yùn)營(yíng)效率、IT服務(wù)水平、組織效能、客戶價(jià)值、經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)五個(gè)維度進(jìn)行評(píng)判，持續(xù)優(yōu)化與改進(jìn)。

1、從原先線下協(xié)作、溝通，統(tǒng)一到DevOps平臺(tái)上協(xié)作、溝通；可以隨時(shí)了解項(xiàng)目進(jìn)展全貌，利用平臺(tái)可以做到各種過程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集；

2、 資源管理由原來專職人員，過渡到開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)自助化服務(wù)，可按需實(shí)現(xiàn)各類環(huán)境申請(qǐng)與開通，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)提供來技術(shù)的支撐；

3、由郵件文化到DevOps平臺(tái)統(tǒng)一溝通，同時(shí)DevOps打通多個(gè)工具鏈路端，任務(wù)分發(fā)、溝通、提醒可以實(shí)時(shí)推送。