譯者 | 李睿

審校 | 重樓

沒有比DevOps架構更好的架構了。將DevOps架構圖整合到軟件開發項目中將會加速和改進工作流。

開發人員遵循正確的實踐和原則可以改進DevOps工作流，并改變組織的思維方式和協作模式。

在敏捷方法中，開發和運維團隊緊密協作，使得DevOps架構結合了最佳軟件開發實踐、自動化和創新工具，以交付以用戶為中心的結果。

為什么選擇DevOps ?

由于實現了自動化和快速交付，現代軟件蓬勃發展。隨著軟件市場發展得越來越快，需求也越來越清晰，技術團隊必須努力跟上市場的步伐。這意味著要改進從協作和溝通到開發和交付任務的每個流程。

DevOps存在于軟件開發生命周期的每一步，這是它正在將其影響力擴展到軟件領域的原因。這不僅僅是實施一些實踐和價值觀；當DevOps適應良好時，它會在組織中進行徹底的轉變。

它打破了團隊之間的壁壘，特別是開發團隊和運營團隊之間的壁壘，因此消除了過去由于缺乏協作和溝通而產生的問題，減少了資源浪費，并且加快了交付速度。另外，集成自動化、測試和監控工具可以確保交付的結果比客戶期望的要好。

什么是DevOps架構?

DevOps架構圖旨在同步相關團隊的工作，并為云計算應用程序建立持續的開發和交付。它通過結合敏捷自動化、安全性和可觀察性工具來簡化流程。

軟件創建過程最初在開發團隊和運營團隊之間劃分，這意味著其中一個團隊必須承擔另一個團隊已經完成的工作。這意味著錯誤可能經常發生，并且很難保持一個團隊可以與另一個團隊進行溝通的健康流程。

通過遵循生產流程，將會更容易、更快創建團隊協作的產品。這就是DevOps包含了八個主要階段的原因，從規劃項目到監控交付結果，然后再繼續開始。

以下是DevOps架構圖的組成部分：

1.計劃

在這個初始階段，產品經理和所有者從利益相關者那里收集需求，并定義產品路線圖。這是確保生產力和易于協作的關鍵步驟，因為確定項目的特征和期望以制定完成最終目標的計劃非常重要。

2.編碼

在理解并分發任務之后，團隊可以為項目選擇正確的工具。這些工具將幫助流程預防故障，并自動執行必要的步驟。

3.構建

代碼提交到一個共享存儲庫，開發人員將在其中運行構建和測試，并在出現故障時獲得警報。源代碼存儲庫為開發人員提供了一安全的環境，以確保代碼能夠正常工作，并為下一階段做好準備。

4.測試

在接受拉取請求并且沒有錯誤地完成構建階段之后，將在登臺環境中對其進行測試。由于人工測試會增加錯誤，并消耗額外的時間，因此將這一任務實現自動化可以提高生產率并改進代碼。

5.發布

現在是發布測試過的代碼的時候了。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記為可運行代碼，以便為部署做好準備。

6.部署

該版本被無縫地部署到生產環境中，首要任務是使用正確的工具來維護可用性，并改善用戶體驗。

7.運營

團隊收集反饋，并根據需要自動擴展平臺。由于開發和運營之間的積極協作，這個過程現在在DevOps架構中得到了改進。

8.監控

DevOps的主要優先級是可觀察性，因此監控在DevOps架構圖過程中很重要。在這個階段，審查周期以避免錯誤，并在必要時進行改進。

DevOps架構的好處

DevOps架構圖在技術和組織層面促進協作、保持了透明度和易于溝通。在關注質量和安全的同時，還優先考慮更快、更穩定的交付。

有了這一全面而敏捷的戰略，DevOps還結合了先進的工具來提高生產力，并利用必要的資源來優化成本，并減少資源浪費。

DevOps的首要任務是自動化、安全性、協作性和可觀察性。因此，關于優先級，可以確保DevOps架構是安全的，并且符合企業需要達到的標準。例如，在醫療保健軟件開發中加入DevOps，可以幫助企業從軟件開發過程的開始就加入安全工具，從而遵守HIPAA等行業法規。

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

DevOps架構的原則

這些是團隊在構建符合DevOps核心原則和方法的DevOps架構時可以遵循的關鍵特征或指南。

1.協作

當人們想到DevOps時，首先想到的是協作。因為整個方法論都是基于這個原則。眾所周知，開發團隊和運營團隊最初是分開的，他們的活動之間存在巨大的差距。

DevOps開始改變這一點，提倡這些部門在軟件開發生命周期中保持互相的密切合作和持續溝通。這增加了每個團隊成員的可見性和所有權，同時也建立了一個可以監督和改進每個階段的空間，以交付更好的結果。

2.自動化

當被問及DevOps時，人們第二個想到的是什么?自動化。這也是DevOps方法論的一個主要原則，因為它加快了上市時間，簡化了通常人工完成的任務，并快速增強了流程。

軟件開發團隊可以更高效地構建和測試以及更快地發布代碼，并在創紀錄的時間內發現錯誤并進行修復。

3.以用戶為中心的產品

企業喜歡DevOps的地方在于它的人性化方法。它優先考慮合作者、他們的需求和潛力。但是，通過DevOps方法構建的產品總是關注客戶的需求。確保DevOps架構圖成功的方法是結合持續的反饋，它將考慮客戶的見解和用戶旅程，以評估他們如何與產品或服務交互，并根據它們做出關鍵決策。

遵循以用戶為中心的產品原則，DevOps構建的產品從想法到發布都能理解用戶，并解決他們的問題。

4.持續改進

正如人們所看到的，這些原則是為了一個共同的目標：快速交付滿足客戶需求的高效軟件。需要遵循持續改進的原則，以實現快速、持續的交付。

這一原則是敏捷方法的一部分，可以提高交付給用戶產品的質量和價值，同時降低成本，減少資源浪費。這就是為什么關于敏捷與DevOps的討論在技術世界中是一個流行的爭論，并且這是一個值得做的比較，以了解這些方法之間的差異，以及團隊如何將每種方法結合起來以享受它們的好處。

如何構建DevOps架構?

成功的DevOps架構總是與場景相關的。根據團隊的規模、截止日期、項目需求、技能和技術堆棧，DevOps架構師必須調整階段和工具。

一般來說，以下是企業可以遵循的DevOps最佳實踐，以構建完美的DevOps架構圖：

1.定義目標：為什么企業采用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，以及在構建架構時要考慮企業的特定需求。

2.選擇合適的工具：有一系列的工具可以整合到DevOps架構中。因此，開發人員確保與在根據其云計算應用程序需求評估、選擇和實現完美工具集方面具有專業知識的團隊合作。

3.實現自動化：這是DevOps的主要原則之一，因為自動化促進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現自動化。例如代碼集成、測試和部署等自動化任務可以是DevOps架構每個階段的一部分。

4.集成持續集成(CI）/和持續交付（CD)：持續集成(CI）/和持續交付（CD)管道是采用DevOps時必不可少的實踐。它確保構建、測試和部署階段是自動化的，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架構圖。這是DevOps的一個原則和最佳實踐，從開發過程的開始，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。牢記安全合規性也是為最終用戶創造符合行業法規的更好產品的首要任務。

6.使用容器化：使用像Docker這樣的工具來容器化應用程序，然后選擇像Kubernetes這樣的現代技術來管理這些容器。這提高了自動化、適應性和可遷移性。

7.采用微服務方法：分解應用程序可以改善DevOps架構，因為開發人員可以在不影響基礎設施的情況下更改和擴展每個微服務。微服務的好處包括敏捷性、自動化和容錯，加強了DevOps原則。

8.構建基礎設施即代碼：這允許基礎設施配置的自動化，這意味著云計算應用程序的開發、部署和可擴展性可以更快、更安全、更有效地完成，因為開發人員可以在發生故障時重新創建資源。這就是應該在DevOps架構中構建基礎設施即代碼工具的原因。

9.嘗試采用無服務器模型：無服務器云原生開發模型允許團隊在不管理服務器的情況下構建和運行應用程序。沒有更多的基礎設施管理；這也是一種自動化部署、資源調配和擴展的方法。開發人員還可以更好地管理其預算，因為只需為自己正在使用的云計算資源支付費用。

10.為可擴展性而設計：在設計應用程序時，需要記住應用程序將隨著客戶需求而增長和更改，這一點非常重要。DevOps提倡一種可擴展的基礎設施，可以在其中自動增加或減少應用程序的容量。這允許開發人員在考慮其資源和預算的同時確保其應用程序始終對許多用戶可用。

除此之外，對于成功的DevOps架構圖實現，在團隊中構建一個可以完全采用DevOps文化的協作環境是必要的。這包括構建一個工作流，在這個工作流中，可以不斷地從團隊成員、利益相關者和用戶那里收集反饋，以不斷改進和開發應用程序。

促進持續監控和可觀察性以關注基礎設施的性能和可用性也很重要。并使用容錯和自動災難恢復策略提前規劃可能出現的故障或錯誤。

DevOps架構工具

構建DevOps架構的關鍵是使用正確的DevOps工具來管理開發管道。有很多這樣的工具，所以開發人員要考慮需求和團隊的特點。

以下是DevOps團隊在DevOps架構圖的不同階段廣泛使用的一些流行工具：

1.基礎設施即代碼工具

（1）Ansible

該工具可以在DevOps架構中自動執行許多任務。具體來說，它是一個配置管理工具，允許開發團隊定義基礎設施的配置。

Ansible使用YAML腳本作為劇本來定義系統狀態。它是一種多功能工具，并不僅限于基礎設施的資源調配。

（2）Terraform

IaC的另一個流行工具是Terraform，它可以幫助定義、提供和管理基礎設施的資源。使用聲明性模型來定義目標基礎設施的狀態，Terraform使用聲明性模型來定義目標基礎設施的狀態，從而處理供應。開發人員只需要描述想要的基礎設施。

Terraform使用Hashicorp配置語言作為配置文件的域特定語言。

2.監控工具

（1）Grafana

為了確保可觀察性，Grafana是一個很棒的開源工具，用于監控指標和日志。它創建了有用的數據可視化和儀表板，以便團隊可以全面了解其基礎設施的狀態。

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

（2）Prometheus

這也是一個用于可靠性和可擴展性的開源監視和警報工具。Prometheus收集和存儲數據，并提供從數據中提取見解的功能。

Prometheus主要用于存儲時間序列數據，通常像來自各種系統和應用程序的指標。它包括時間戳，也是一個非常靈活的工具。

結合Prometheus和Grafana，提供了對DevOps架構健康和性能的端到端可見性。

3.容器化工具

（1）Docker

Docker是容器化的領先技術，因為它將服務打包到容器中，包括依賴項、庫和操作系統。

這樣，開發人員就可以跨不同的環境部署和移動應用程序。對于DevOps架構，這提高了可用性和靈活性。使用Docker，團隊可以更輕松地構建、共享、部署和管理容器。

（2）Kubernetes

Kubernetes是DevOps架構中最常用的技術之一。這個開源系統非常適合自動部署、擴展和管理容器化應用程序。

谷歌公司開發了這個容器編排系統，它由控制平臺和一組稱為節點的工作機器組成。Kubernetes有一個復雜的架構，但它為DevOps環境提供了許多好處，例如它的編程語言、平臺無關性、按需擴展應用程序和優化資源的能力。

4.CI/CD工具

（1）Jenkins

Jenkins檢查提交的代碼，并在進行更改時進行編譯。它是最流行的CI/CD工具之一，因為它是開源的、基于Java的，并且擁有龐大的社區，因為它在市場上已經存在了一段時間。

該工具使開發人員能夠處理代碼，因為知道構建、測試和部署將是自動化的，并且它將查明任何問題，以便團隊能夠解決這些問題。

Jenkins提供了許多插件，可以用作簡單的CI服務器或CD集線器。

（2）AWS CodePipeline

AWS CodePipeline是一項持續交付服務，可釋放管道以創建快速可靠的應用程序。當對軟件進行更改時，該工具將自動發布它們，從源存儲庫開始，并繼續進行構建、測試和部署。

該工具的優勢在于它可以輕松地與AWS服務和工具集成，從而實現高速和完整的管道可見性，這在DevOps架構中始終是優先考慮的。

其他AWS開發工具包括：

• 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行測試。
• AWS CodeDeploy用于自動將應用程序部署到計算環境。
• AWS CodeStar通過統一的用戶界面輕松管理軟件開發活動。
• AWS ECR用于存儲、管理和部署容器映像。

5.編碼協作服務

（1）Bitbucket

這個基于云計算的平臺是一個版本控制系統，用于通過拉取請求進行代碼協作。它幫助團隊維護代碼質量和協作。

Atlassian創建了它，所以它與Jira、Confluence和Trello等工具集成在一起。由于協作是DevOps架構的基本原則，這些工具可以改善團隊溝通和協同工作的方式。

（2）GitHub

GitHub是另一個基于云計算的代碼協作、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目管理功能。

它有一個非常友好的用戶界面；用戶可以對特定的代碼行進行評論，提出更改建議和討論改進。這是至關重要的，因為代碼審查最佳實踐有助于保持代碼的質量。

6.安全工具

（1）Snyk

Snyk是一個安全工具，用于發現和修復專有代碼、開源依賴項、容器映像和云計算基礎設施中的安全問題。

除了識別漏洞之外，它還提供修復漏洞的建議并幫助開發人員。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團隊識別應用程序中的漏洞，例如敏感數據泄露、身份驗證受損和安全風險。它執行不同的測試功能，例如掃描請求、識別站點結構、攔截瀏覽器和Web應用程序之間的請求等等。

OWASP DevSecOps指南定義了在DevOps架構中實現OWASP的最佳實踐，以有效地測試和保護代碼。

DevOps架構圖示例

成功的DevOps架構是安全的、自動化的、協作的和持續的。以下是一個示例，說明在集成正確的工具并遵循優化DevOps實現的原則到基礎設施中時，安全的DevOps架構圖會是什么樣的。

結論

在軟件開發過程中實現DevOps架構是與數字化轉型同步進行的。對于那些希望在構建安全、可靠和有效的軟件產品的同時加速軟件交付的團隊來說，這個工作流非常有用。

通過提高與DevOps的協作和生產力，技術團隊將能夠持續交付、測試和監控以用戶為中心的應用程序，該應用程序將符合行業法規，并在擴展或任何可能出現的問題期間保持可用性。

要為項目構建正確的DevOps架構，需要確保它遵循最重要的DevOps原則，例如自動化、協作、持續改進和以用戶為中心的開發。

此外，遵循DevOps架構的最佳實踐，以確保它的自動化、協作性、可擴展性和安全性。這些實踐包括集成CI/CD管道、微服務和無服務器方法，以及構建諸如代碼和容器編排之類的基礎設施。

這就是一個成功的DevOps架構，它將幫助開發團隊保持同步，并交付高質量的結果來發展業務。

原文標題：How To Improve Your DevOps Workflow，作者：Alfonso Valdes