今天，人們希望比以往更快地看到他們最喜歡的應(yīng)用程序與最新的花里胡哨。開發(fā)人員花費數(shù)年時間開發(fā)和發(fā)布新軟件產(chǎn)品的日子已經(jīng)一去不復返了。因此，每個軟件開發(fā)公司都需要一個有效的 DevOps 管道來跟上客戶的需求。本文介紹了 DevOps 管道的基本概念，管道如何在 DevOps 環(huán)境中工作，并解釋了代碼在部署到生產(chǎn)之前必須經(jīng)過的階段。
什么是 DevOps 管道？
DevOps 管道是開發(fā) (Dev) 和運營 (Ops) 團隊實施的一組實踐，用于更快、更輕松地構(gòu)建、測試和部署軟件。管道的主要目的之一是保持軟件開發(fā)過程的組織和重點。不過，“管道”一詞可能有點誤導。汽車廠的裝配線可能是一個更合適的類比，因為 軟件開發(fā)是一個連續(xù)的循環(huán)。
在制造商向公眾發(fā)布汽車之前，它必須通過無數(shù)的組裝階段、測試和質(zhì)量檢查。工人必須建造底盤、添加電機、車輪、車門、電子設(shè)備和完成油漆工作，以使其對客戶具有吸引力。DevOps 管道的工作方式類似。
在向用戶發(fā)布應(yīng)用程序或新功能之前，您首先必須編寫代碼。然后，確保它不會導致任何可能導致應(yīng)用程序崩潰的致命錯誤。避免這種情況涉及運行各種測試以找出任何錯誤、錯別字或錯誤。最后，一旦一切按預(yù)期工作，您就可以將代碼發(fā)布給用戶。從這個簡化的解釋中，您可以得出結(jié)論，DevOps 管道由構(gòu)建、測試和部署階段組成。
DevOps 管道的組件
為確保代碼從一個階段無縫移動到下一個階段，需要實施多種 DevOps 策略和實踐。其中最重要的是 持續(xù)集成 和 持續(xù)交付（CI/CD）。
持續(xù)集成
持續(xù)集成 (CI) 是一種將來自多個開發(fā)人員的小塊代碼盡可能頻繁地集成到共享代碼存儲庫中的方法。使用 CI 策略，您可以自動測試代碼中的錯誤，而無需等待其他團隊成員貢獻他們的代碼。CI 的主要好處之一是它可以幫助大型團隊防止所謂的 集成地獄。
在軟件開發(fā)的早期，開發(fā)人員必須等待很長時間才能提交代碼。這種延遲顯著增加了代碼集成沖突和錯誤代碼部署的風險。與舊的做事方式相反，CI 鼓勵開發(fā)人員每天提交他們的代碼。因此，他們可以更快地發(fā)現(xiàn)錯誤，并最終花費更少的時間來修復它們。CI 的核心是 中央源代碼控制系統(tǒng)。它的主要目的是幫助團隊組織他們的代碼、跟蹤更改并啟用自動化測試。
在典型的 CI 設(shè)置中，每當開發(fā)人員將新代碼推送到共享代碼存儲庫時，自動化就會啟動以將新代碼和現(xiàn)有代碼編譯到構(gòu)建中。如果構(gòu)建過程失敗，開發(fā)人員會收到警報，通知他們哪些代碼行需要重做。確保只有高質(zhì)量的代碼通過管道是至關(guān)重要的。因此，每次有人向共享存儲庫提交新代碼時，都會重復整個過程。
持續(xù)交付
持續(xù)交付 (CD) 是 CI 的擴展。它涉及通過鼓勵開發(fā)人員以增量塊的形式將代碼發(fā)布到生產(chǎn)環(huán)境來加快發(fā)布過程。通過 CI 階段后，代碼構(gòu)建將移至暫存區(qū)。在管道中的這一點上，由您決定是將構(gòu)建推送到生產(chǎn)還是保留它以進行進一步評估。在典型的 DevOps 場景中，開發(fā)人員首先將他們的代碼推送到類似生產(chǎn)的環(huán)境中以評估其行為方式。但是，新版本也可以立即上線，開發(fā)人員只需按一下按鈕即可隨時部署它。
要充分利用持續(xù)交付，請盡可能頻繁地部署代碼更新。發(fā)布頻率取決于工作流程，但通常是每天、每周或每月。與一次發(fā)布所有更改相比，以更小的塊發(fā)布代碼更容易解??決問題。因此，您可以避免瓶頸和合并沖突，從而保持穩(wěn)定、持續(xù)的集成管道流。
持續(xù)部署
持續(xù)交付和持續(xù)部署在許多方面都相似，但兩者之間存在關(guān)鍵差異。雖然持續(xù)交付使開發(fā)團隊能夠手動部署軟件、功能和代碼更新，但持續(xù)部署就是自動化整個發(fā)布周期。
在持續(xù)部署階段，代碼更新會自動發(fā)布給最終用戶，無需任何人工干預(yù)。但是，實施自動發(fā)布策略可能很危險。如果它未能緩解沿途檢測到的所有錯誤，那么不良代碼將被部署到生產(chǎn)環(huán)境中。在最壞的情況下，這可能會導致應(yīng)用程序中斷或用戶遇到停機時間。
僅在發(fā)布次要代碼更新時才應(yīng)使用自動部署。如果出現(xiàn)問題，您可以回滾更改而不會導致應(yīng)用程序出現(xiàn)故障。要充分利用持續(xù)部署的潛力，需要擁有強大的測試框架，以確保新代碼真正沒有錯誤并準備好立即部署到生產(chǎn)環(huán)境中。
持續(xù)測試
持續(xù)測試是在開發(fā)過程的每個階段盡可能頻繁地運行測試以在到達生產(chǎn)環(huán)境之前檢測問題的做法。實施持續(xù)測試策略可以快速評估交付管道中特定候選版本的業(yè)務(wù)風險。
測試范圍應(yīng)涵蓋功能測試和非功能測試。這包括處理應(yīng)用程序和服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)的安全和性能方面的運行單元、系統(tǒng)、集成和測試。持續(xù)測試包括更廣泛的質(zhì)量控制，包括風險評估和遵守內(nèi)部政策。
持續(xù)運營
擁有全面的持續(xù)運營策略有助于保持應(yīng)用程序和環(huán)境的最大可用性。目標是讓用戶不知道不斷發(fā)布代碼更新、錯誤修復和補丁。持續(xù)運營策略有助于防止代碼發(fā)布期間出現(xiàn)停機和可用性問題。要獲得持續(xù)運營的好處，您需要有一個強大的 自動化和編排 架構(gòu)，可以處理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、容器、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)和應(yīng)用程序的持續(xù)性能監(jiān)控。
DevOps 管道的階段
關(guān)于如何構(gòu)建管道沒有固定的規(guī)則。DevOps 團隊根據(jù)他們的特定工作流程添加和刪除某些階段。盡管如此，幾乎每個管道都有四個核心階段： 開發(fā)、 構(gòu)建、 測試和 部署。可以通過添加另外兩個階段（ 計劃 和 監(jiān)控）來擴展該設(shè)置 ，因為它們在專業(yè)的 DevOps 環(huán)境中也很常見。
計劃
規(guī)劃階段涉及在開發(fā)人員開始編碼之前規(guī)劃整個工作流程。在這個階段，產(chǎn)品經(jīng)理和項目經(jīng)理起著至關(guān)重要的作用。他們的工作是創(chuàng)建一個開發(fā)路線圖，指導整個團隊完成整個過程。
在從用戶和利益相關(guān)者那里收集反饋和相關(guān)信息后，工作被分解成一個任務(wù)列表。通過將項目分割成更小、更易于管理的塊，團隊可以更快地交付結(jié)果、當場解決問題并更輕松地適應(yīng)突然的變化。在 DevOps 環(huán)境中，團隊在 sprint中工作- 一個較短的時間段（通常為兩周），在此期間，各個團隊成員都在處理分配給他們的任務(wù)。
發(fā)展
在開發(fā)階段，開發(fā)人員開始編碼。根據(jù)編程語言，開發(fā)人員在他們的本地機器上安裝適當?shù)?IDE（Python IDE、Java IDE等）、代碼編輯器和其他技術(shù)，以實現(xiàn)最大的生產(chǎn)力。
在大多數(shù)情況下，開發(fā)人員必須遵循某些編碼風格和標準，以確保統(tǒng)一的編碼模式。這使任何團隊成員都更容易閱讀和理解代碼。當開發(fā)人員準備好提交他們的代碼時，他們會向共享源代碼存儲庫發(fā)出拉取請求。然后，團隊成員可以手動審查新提交的代碼，并通過批準初始拉取請求將其與主分支合并。
建造
DevOps 管道的構(gòu)建階段至關(guān)重要，因為它允許開發(fā)人員在代碼中的錯誤進入管道并導致重大災(zāi)難之前檢測到它們。在新編寫的代碼與共享存儲庫合并后，開發(fā)人員會運行一系列自動化測試。在典型的場景中，拉取請求會啟動一個自動化過程，將代碼編譯成構(gòu)建 - 可部署的包或可執(zhí)行文件。
請記住，某些編程語言不需要編譯。例如，用 Java 和 C編寫的應(yīng)用程序 需要編譯才能運行，而用 PHP 和 Python編寫的應(yīng)用程序 則不需要。如果代碼有問題，構(gòu)建會失敗，并且會通知開發(fā)人員這些問題。如果發(fā)生這種情況，初始拉取請求也會失敗。開發(fā)人員每次提交到共享存儲庫時都會重復此過程，以確保只有無錯誤的代碼繼續(xù)沿管道傳輸。
測試
如果構(gòu)建成功，則進入測試階段。在那里，開發(fā)人員運行手動和自動測試以進一步驗證代碼的完整性。在大多數(shù)情況下， 會執(zhí)行用戶驗收測試 。人們以最終用戶的身份與應(yīng)用程序進行交互，以確定代碼在將其發(fā)送到生產(chǎn)環(huán)境之前是否需要進行額外的更改。在這個階段，執(zhí)行安全、性能和負載測試也 很常見。
部署
當構(gòu)建到達 Deploy 階段時，軟件已準備好推送到生產(chǎn)環(huán)境。如果代碼只需要較小的更改，則使用自動部署方法。但是，如果應(yīng)用程序經(jīng)歷了大修，則首先將構(gòu)建部署到類似生產(chǎn)的環(huán)境中，以監(jiān)控新添加的代碼的行為方式。在發(fā)布重大更新時，實施 藍綠部署策略 也很常見。
藍綠色部署意味著擁有兩個相同的生產(chǎn)環(huán)境，其中一個環(huán)境托管當前應(yīng)用程序，而另一個環(huán)境托管更新版本。要將更改發(fā)布給最終用戶，開發(fā)人員可以簡單地將所有請求轉(zhuǎn)發(fā)到適當?shù)姆?wù)器。如果出現(xiàn)問題，開發(fā)人員可以簡單地恢復到以前的生產(chǎn)環(huán)境，而不會導致服務(wù)中斷。
監(jiān)視器
在 DevOps 管道的最后階段，運營團隊努力工作，持續(xù)監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu)、系統(tǒng)和應(yīng)用程序，以確保一切順利運行。他們從日志、分析和監(jiān)控系統(tǒng)以及用戶反饋中收集有價值的數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)任何性能問題。在 Monitor 階段收集的反饋用于提高 DevOps 管道的整體效率。在每個發(fā)布周期之后調(diào)整管道以消除潛在的瓶頸或其他可能阻礙生產(chǎn)力的問題是一種很好的做法。
如何創(chuàng)建 DevOps 管道
現(xiàn)在您已經(jīng)更好地了解了 DevOps 管道是什么以及它是如何工作的，讓我們探索創(chuàng)建 CI/CD 管道時所需的步驟。
設(shè)置源代碼控制環(huán)境
在您和團隊開始構(gòu)建和部署代碼之前，請確定源代碼的存儲位置。 GitHub 是迄今為止最受歡迎的代碼托管網(wǎng)站。GitLab 和 BitBucket 是強大的替代品。
要開始使用 GitHub，請打開一個免費帳戶并創(chuàng)建一個共享存儲庫。要將代碼推送到 GitHub，首先 在本地機器上安裝 Git 。完成代碼編寫后，將其推送到共享源代碼存儲庫。如果多個開發(fā)人員正在開發(fā)同一個項目，其他團隊成員通常會在將新代碼與主分支合并之前手動查看新代碼。
設(shè)置構(gòu)建服務(wù)器
一旦代碼在 GitHub 上，下一步就是對其進行測試。針對代碼運行測試有助于防止向用戶部署錯誤、錯誤或拼寫錯誤。許多測試可以確定代碼是否可以生產(chǎn)。決定運行哪些分析取決于項目的范圍和用于運行應(yīng)用程序的編程語言。
創(chuàng)建構(gòu)建的兩個最流行的解決方案是 Jenkins 和 Travis-CI。Jenkins 是完全免費和開源的，而 Travis-CI 是一個托管解決方案，也是免費的，但僅適用于開源項目。要開始運行測試， 請在服務(wù)器上安裝 Jenkins 并將其連接到 GitHub 存儲庫。然后，您可以將 Jenkins 配置為在每次更改共享存儲庫中的代碼時運行。它編譯代碼并創(chuàng)建一個構(gòu)建。在構(gòu)建過程中，Jenkins 會在遇到任何問題時自動發(fā)出警報。
運行自動化測試
有許多測試，但最常見的是 單元測試、 集成測試和 功能測試。根據(jù)開發(fā)環(huán)境，最好安排 自動測試一個 接一個地運行。通常，您希望在測試過程開始時運行最短的測試。例如，您將在功能測試之前運行單元測試，因為它們通常需要更多時間才能完成。如果構(gòu)建順利通過測試階段，您可以將代碼部署到生產(chǎn)環(huán)境或類似生產(chǎn)環(huán)境以進行進一步評估。
部署到生產(chǎn)
在將代碼部署到生產(chǎn)環(huán)境之前，首先設(shè)置服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)。例如，要部署 Web 應(yīng)用程序，您需要 安裝像 Apache 這樣的 Web 服務(wù)器。假設(shè)應(yīng)用程序?qū)⒃谠浦羞\行，您很可能會將其部署到虛擬機。對于需要物理硬件的全部處理潛力的應(yīng)用程序，您可以部署到專用服務(wù)器或 裸機云服務(wù)器。
部署應(yīng)用程序有兩種方法—— 手動 或 自動。首先，最好手動部署代碼以了解部署過程。后來，自動化可以加快這個過程，但只有你有信心，才會有障礙阻止糟糕的代碼最終進入生產(chǎn)環(huán)境。將代碼發(fā)布到生產(chǎn)環(huán)境是一個簡單的過程。最簡單的部署方法是配置構(gòu)建服務(wù)器以執(zhí)行自動將代碼發(fā)布到生產(chǎn)環(huán)境的腳本。
結(jié)束時
現(xiàn)在您了解什么是 devops 管道以及它如何幫助加快您的軟件開發(fā)生命周期。然而，這只是冰山一角。DevOps 管道是一個廣泛的主題，每個組織都會有自己的方式將其集成到他們的工作流程中。最終目標是創(chuàng)建一個可重復的系統(tǒng)，利用自動化并實現(xiàn)持續(xù)改進，以幫助更快、更輕松地交付高質(zhì)量的產(chǎn)品。
