Методологии, инструменты и лучшие практики для проектов разработки ПО

Концепция DevOps не нова. В IT-индустрии все понимают, что это правильная методология построения ПО. DevOps пленила мир своим обещанием ускоренной доставки высококачественного продукта. Однако, несмотря на это обещание, многие бизнес-проекты не осознают весь потенциал этой методологии. И хотя отчасти это обусловлено культурной инертностью и недостатком навыков, основным препятствием для получения полноценной отдачи от вложений в DevOps остаётся отсутствие автоматизации. Именно за счёт интеграции и автоматизации можно добиться более эффективного потока разработки ПО. Поэтому в текущей статье мы разберём, что подразумевает собой автоматизация DevOps, и как можно начать автоматизировать ваши процессы в рамках данной методологии.

▍ Что такое автоматизация DevOps?

Автоматизация является фундаментальным принципом DevOps. На деле конечной целью применения DevOps выступает полная автоматизация всех повторяющихся задач в цикле разработки ПО, начиная с проектирования и заканчивая развёртыванием с последующим управлением релизами.

Как правило, разработка ПО состоит из множества задач, над которыми трудятся различные команды. Сюда относится анализ кода, модульное тестирование, выполняемые командами разработки; тестирование функциональности, производительности и прочих процессов, реализуемое командами тестировщиков; а также поэтапное развёртывание и управление релизами, за которое отвечают операционные группы. Автоматизация и оптимизация всех этих процессов в DevOps реализуется с помощью различных инструментов и технологий.
В качестве наиболее популярных инструментов здесь можно назвать Puppet, Chef, Ansible и Jenkins, а к распространённым технологиям относится автоматизация IT и инфраструктуры.

Пять основных преимуществ автоматизации DevOps для бизнеса

Автоматизация необходима для воплощения в жизнь обещания DevOps по ускоренной доставке высококачественных продуктов. Она упрощает и ускоряет процессы разработки, а также делает их более эффективными, позволяя командам создавать, тестировать, развёртывать и обслуживать код в ускоренном темпе и более качественно по сравнению с ручными подходами.

Автоматизация DevOps предлагает множество преимуществ, и далее я перечислю пять основных.

▍ 1. Повышенная продуктивность

Поскольку почти все задачи DevOps, вроде интеграции кода и развёртывания приложения, автоматизированы, это определённо приводит к ускорению выпуска ПО и повышенной продуктивности. Автоматизация исключает задержку в процессах, которая порой возникает в случае их ручной обработки. Более того, поскольку участие человека практически исключается, разработчики и операционная команда могут сосредоточиться на важнейших для бизнеса процессах, не тратя время на повторяющиеся второстепенные задачи.

▍ 2. Высокая стандартизация

Автоматизация DevOps позволяет стандартизировать рабочие потоки, процессы, технологии и метрики. Это, в свою очередь, помогает минимизировать повторы, снизить риски и обеспечить подобающие руководства к реализации задач. Использование стандартизованных практик также даёт возможность автоматизировать и другие ручные процессы, помогая экосистеме DevOps перейти от автоматизации к оркестрации.

▍ 3. Повышенная гибкость

За счёт автоматизации DevOps ваши команды получают бо́льшую гибкость в плане охвата и функциональности автоматизированных процессов. Теперь они могут настраивать и оптимизировать их даже после изменения стека технологий.

▍ 4. Высокая масштабируемость

Автоматизация даёт возможность с лёгкостью масштабировать имеющиеся процессы путём простого создания дополнительных для соответствия возросшим потребностям. При ручной же разработке любое масштабирование вызывает трудности и всегда требует доступной для его выполнения команды. В случае же автоматизации масштабирование зависит лишь от доступности необходимого ПО или аппаратных средств, что не является проблемой в облачных инфраструктурах, где ресурсы автоматически масштабируются согласно рабочим нагрузкам.

▍ 5. Высокая согласованность

В результате автоматизации процессов DevOps мы получаем согласованный и предсказуемый результат, поскольку внутренние инструменты непреклонно выполняют свои задачи указанным образом. Этого нельзя сказать о ручных процессах, в которых вмешательство человека накладывает риск внесения ошибок.

▍ Подготовка к автоматизации DevOps

По автоматизации DevOps не существует какого-то конкретного свода правил. В этом направлении постоянно происходят различные изменения. Поэтому перед вами лежит огромная область, где вы можете столкнуться со множеством вопросов вроде: «С чего начать?» или «Какие процессы можно и нужно автоматизировать?»

Прежде чем знакомиться с лучшими практиками автоматизации DevOps, мы разберём некоторые типичные рекомендации, которые помогут понять, что и как следует автоматизировать.

▍ 1. Отдавайте предпочтение открытым стандартам

Реализуйте инструменты автоматизации DevOps, которые следуют распространённым открытым стандартам и процедурам. Таким образом, в случае появления новых людей в команде вы сможете упростить онбординг и сэкономить время на обучении. Кроме того, поскольку DevOps и деплои переходят в облако, предпочтение следует отдавать управляемым сообществом стандартам упаковывания, настройки, выполнения, сетевого взаимодействия и хранения.

▍ 2. Используйте динамические переменные

Переиспользование кода помогает значительно сократить объём повторно выполняемой работы, которую требуется проделать сейчас и в дальнейшем. Задействование в скриптах или специализированных инструментах внешних переменных является оптимальным способом применения автоматизации к различным средам без необходимости изменять сам код.

▍ 3. Выбирайте гибкий инструментарий

Гибкий набор инструментов помогает адаптироваться к изменяющейся экосистеме DevOps. Сложно найти инструмент, подходящий под все случаи, однако использование таких решений DevOps, которые обеспечивают гибкость в изменении технологий, помогает уменьшить объём повторной работы в случаях перестройки конечных целей или общей смены направления проекта. Выбирайте такой инструмент, который обладает широким спектром партнёрских интеграций, работающих с любым облаком, чтобы у вас была возможность добиться поставленных целей, не будучи ограниченным имеющимся набором инструментов.

▍ 4. Используйте ИИ

Используйте алгоритмы ИИ для определения конкретных паттернов в процессах DevOps, устранения узких мест и решения проблем. Инструменты на базе ИИ могут существенно упростить вашу работу, когда дело доходит до мониторинга разработки и продакшена.

▍ 5. Унифицируйте набор инструментов DevOps

Раздробленность инструментария DevOps и различие пайплайнов препятствует отчётливой видимости цикла разработки ПО. Сильная раздробленность усложняет централизованное управление и оптимизацию инструментов автоматизации DevOps в реальном времени. Поэтому крайне важно обеспечить единое видение жизненного цикла DevOps, чтобы оценивать и улучшать доставку, а также развёртывание ПО.

Лучшие практики автоматизации DevOps

Познакомившись с основными рекомендациями по началу автоматизации DevOps, можно перейти к лучшим практикам, которые позволят задействовать весь её потенциал.

▍ 1. CI/CD

Непрерывная интеграция, доставка и развёртывание (CI/CD) тесно связаны с DevOps. Методологии DevOps, наряду с конвейером CI/CD, повышают продуктивность разработки. И хотя CI/CD и DevOps отличаются, первая выступает ключевым аспектом автоматизации второй. Автоматизацию можно применить ко всем аспектам CI/CD, включая коммиты кода, его сборку и развёртывание упакованных приложений в тестировочных или продакшен-средах. Это помогает проводить мониторинг, интеграцию и тестирование с целью ускоренного внедрения изменений в приложение с сохранением высокого качества. Более того, автоматизация CI/CD освобождает команду от рутинных задач, позволяя сфокусироваться на освоении нового и привнесении ценности.

▍ 2. Контроль версий

Контроль версий является важным элементом любой стратегии DevOps, помогая командам управлять изменениями в коде на протяжении всего жизненного цикла разработки ПО. Он позволяет отслеживать подробности вроде «когда и какие были внесены изменения», а также «кто и зачем их внёс». Это исключает конфликты параллельных рабочих процессов. Таким образом, автоматизация контроля версий переносит вышеперечисленные преимущества на новый уровень. Более того, она экономит время и даёт согласованные результаты.

▍ 3. Контроль изменений

В дополнение к версионированию кода реализация конкретного процесса внедрения изменений в приложение помогает планировать и развёртывать эти изменения с минимальным влиянием на существующих клиентов. Это также помогает сохранять направленность продукта, попутно сокращая спектр вредоносных изменений кода.

Один из важнейших аспектов управления изменениями заключается в определении правильной схемы их оценки, принятия и отслеживания. Новые запросы на изменения должны получать приоритет в соответствии с имеющимся объёмом запланированных работ.

Внедрение автоматизации в экосистему DevOps позволяет оптимизировать процесс управления изменениями. Автоматизированные элементы контроля качества, такие как тестовые прогоны и отслеживание уведомлений, помогают команде анализировать основное состояние изменений, не прибегая к обширному ручному тестированию.

▍ 4. Управление конфигурацией

Для поддержания системы в оптимальном состоянии необходимо конфигурировать ОС, программное обеспечение, зависимости и системные файлы. Однако традиционный процесс управления конфигурацией, будь то вручную или с помощью скриптов, может оказываться сложным и дорогостоящим. За счёт автоматизации можно получить готовый настроенный сервер в течение считаных минут при меньшем пространстве для ошибок. Автоматизация также помогает поддерживать сервер в нужном состоянии, например со стандартной операционной средой, без необходимости использовать скрипты конфигурирования.

▍ 5. Инфраструктура как код (IaC)

Освойте практику «Инфраструктура как код», поскольку она позволяет настраивать и обслуживать компоненты инфраструктуры, такие как сетевые элементы и виртуальные машины, путём использования предопределённого кода. В случае внесения изменений это упрощает автоматическое определение, тестирование и развёртывание новой инфраструктуры с новой конфигурацией. Кроме того, это помогает избежать ошибок вследствие ручной работы, а также экономит время и средства.

▍ 6. Непрерывный мониторинг

Непрерывный мониторинг помогает отбирать важную операционную информацию путём отслеживания производительности и стабильности приложений и инфраструктуры в течение всего жизненного цикла ПО. Правильно подобранные инструменты мониторинга позволят автоматически интерпретировать сырые данные и предоставят связанную с ними информацию. Автоматизация также позволяет устанавливать правила мониторинга и генерировать уведомления для отслеживания доступности инфраструктуры, производительности приложений, вопросов безопасности и прочего.

▍ 7. Управление логами

Логи скапливают огромное количество данных о важнейших компонентах бизнеса. Логи приложения, инфраструктуры и аудита предоставляют полезную информацию, которая помогает находить проблемы, а также корректировать код и конфигурацию инфраструктуры для повышения быстродействия. За счёт автоматизации можно легко агрегировать и анализировать эти логи, выявляя ошибки, отслеживая активности и метрики производительности.

Лучшие инструменты автоматизации DevOps

В контексте автоматизации существует множество программных инструментов. Как открытые, так и лицензированные продукты поддерживают сквозную автоматизацию конвейера DevOps. И хотя описанные выше практики играют первостепенную роль для достижения целей автоматизации, командам также следует задействовать набор инструментов для дополнительного повышения продуктивности и эффективности. Вот некоторые из лучших решений для автоматизации, которые обрели в экосистеме DevOps широкую популярность.

▍ 1. Terraform

Terraform является открытым самоуправляемым IaC-инструментом, который автоматизирует развёртывание, конфигурирование и управление облачной инфраструктурой. С помощью него ваши команды могут легко развёртывать и настраивать её на закрытых и публичных облаках. Для поддержания состояния инфраструктуры этот инструмент использует файлы состояний. Он разрабатывает план выполнения, описывающий этапы достижения нужного состояния, после чего выполняет его, создавая соответствующую инфраструктуру. Таким образом, Terraform позволяет командам DevOps эффективно создавать и изменять её без ручного вмешательства.

▍ 2. Ansible

Ansible – это безагентный инструмент для управления конфигурацией и оркестрации. Он способствует непрерывной доставке продукта и позволяет командам DevOps развёртывать приложения в ускоренном темпе. Ansible автоматизирует повторяющиеся задачи, такие как развёртывание, оркестрацию сервисов и конфигурирование облака. Благодаря отсутствию выполняющихся фоново агентов, он ускоряет, упрощает и делает более безопасным автоматизированный процесс управления конфигурацией.

▍ 3. Git

Git является одним из наиболее популярных инструментов DevOps в индустрии. Это распределённый механизм управления исходным кодом, который позволяет разработчикам поддерживать разные версии ПО и отслеживать прогресс разработки. Он также позволяет при необходимости производить откат к прежним версиям кода. Git можно легко интегрировать в рабочие потоки DevOps, используя такие репозитории, как GitHub, куда команды могут с лёгкостью отправлять готовую работу.

▍ 4. Jenkins

Jenkins – это один из лучших инструментов, который позволяет реализовать непрерывную интеграцию и доставку за счёт автоматизации повторяющихся задач в конвейере CI/CD. Это открытый, написанный на Java инструмент, что делает его совместимым с любой операционной системой. Более того, он предлагает тысячи встроенных плагинов, которые помогут интегрировать и автоматизировать все фазы цикла разработки ПО. Благодаря ему, ваши команды DevOps могут автоматически отправлять код в репозиторий, выполнять тестовые кейсы и развёртывать ПО в продакшене.

▍ 5. Chef

Chef – это написанный на Ruby инструмент управления конфигурацией, который используется для масштабирования IT-операций. Он гарантирует правильную настройку и работу всех компонентов инфраструктуры, таких как базы данных, балансировщики нагрузки и веб-серверы. Chef представляет инфраструктуру как код, в котором он использует Cookbooks для сохранения рецептов, описывающих настройку конфигурации. В случае возникновения проблем он позволяет командам DevOps подстраивать или воссоздавать инфраструктуру. Это обеспечивает короткие периоды даунтайма и высокую доступность систем, повышая общую продуктивность.

▍ 6. Docker

Docker, являясь открытой платформой на базе Linux, представляет наиболее популярный набор инструментов DevOps. За счёт использования контейнеризованных сред команды DevOps получают возможность быстро и эффективно создавать, а также выполнять переносимые, безопасные и распределённые приложения. Эти приложения не зависят от ОС или платформы и могут быть с лёгкостью интегрированы с любым облачным сервисом. Более того, Docker предоставляет возможность гибкого управления образами при помощи закрытого реестра. Он также позволяет создавать собственные образы и подстраивать существующие под ваши потребности.

▍ 7. Kubernetes

Kubernetes является лучшим инструментом для оркестрации контейнеров. Он автоматизирует процесс управления контейнерами и группирует их в логические единицы. С помощью Kubernetes вы можете легко развёртывать контейнеризованные приложения не на одной машине, а на кластере компьютеров, по которому он автоматически распределяет выполнение работы.

▍ 8. Puppet

Puppet – это открытый кросс-платформенный инструмент управления конфигурацией. Он автоматизирует процесс настройки, развёртывания и управления серверами. С помощью Puppet ваши команды могут легко настраивать каждый хост в инфраструктуре и динамически масштабировать серверы. Этот инструмент непрерывно мониторит инфраструктуру, проверяя её конфигурацию. В случае обнаружения отклонений Puppet восстанавливает необходимые настройки хоста.

▍ 9. TeamCity

TeamCity – это инструмент непрерывной интеграции и развёртывания (CI/CD), который автоматизирует все связанные с этим процессы. Он обеспечивает непрерывное модульное тестирование, анализ качества кода и быструю обратную связь при каждом изменении, что повышает продуктивность командной работы. Этот инструмент легко настраивается и не требует каких-либо плагинов. В нём можно одновременно запускать параллельные сборки на разных платформах и в разных средах.

▍ 10. Bamboo

Bamboo представляет собой CI/CD инструмент, который автоматизирует все процессы, начиная со сборки и заканчивая развёртыванием. Он несёт в себе широкую функциональность, в связи с чем не требует большого числа плагинов и экономит время, необходимое на настройку. Помимо этого, Bamboo позволяет командам DevOps параллельно выполнять тесты вашей сборки, а также конфигурировать несколько веток, писать и выполнять скрипты. Вдобавок ко всему, этот инструмент легко интегрируется с платформами управления проектами, такими как Jira и Bitbucket.

▍ 11. Nagios

Nagios – это открытый инструмент мониторинга инфраструктуры. Он позволяет командам DevOps полностью мониторить сеть и инфраструктуру с целью обнаружения и устранения узких мест, а также возникших проблем. Помимо этого, Nagios даёт возможность отслеживать и регистрировать события, прерывания и сбои, что помогает заранее обнаруживать возможные проблемы. Этот инструмент имеет богатый набор плагинов и обширное сообщество, которое помогает улучшать его функциональность.

▍ 12. Splunk

Splunk – это инструмент управления журналами, который позволяет командам DevOps с лёгкостью находить, анализировать и визуализировать генерируемые машинами данные и журналы в реальном времени, получая полезную информацию. С его помощью ваша команда может быстро собирать данные из множества источников. Splunk предоставляет обширную функциональность, такую как фильтрация логов и генерация графов. Его можно легко интегрировать с инструментами управления проектами вроде Jira.

Считаю важным также упомянуть и другие популярные инструменты автоматизации:

Gradle: автоматизация сборки;
BitBucket: CI/CD инструмент на базе Git;
Raygun: мониторинг производительности приложения;
Selenium: автоматизация тестирования;
Snort: обеспечение безопасности;
Gangila: инструмент распределённого мониторинга;
Buddy: инструмент CI/CD;
QuerySurge: автоматизированное тестирование;
Vagrant: инструмент CI/CD;
Graphite: инструмент мониторинга.

Как выбрать подходящий инструмент автоматизации?

Несмотря на то, что инструменты автоматизации DevOps помогают добиться обещанного этой методологией ускорения доставки продукта, очень важно выбрать их правильно. В свете большого числа представленных на рынке открытых и лицензированных инструментов может быть трудно выбрать наиболее подходящие под ваши бизнес-задачи. Вам потребуется уникальный подход, который поможет определить инструменты, соответствующие конкретным требованиям вашего бизнеса.

Здесь важную роль играет гибкость. Поэтому при выборе инструментов склоняйтесь к тем, которые будут достаточно гибкими для масштабирования в соответствии с вашими требованиями. Избегайте решений, которые привяжут вас к конкретной методологии. Хорошие инструменты автоматизации обеспечат открытую структуру, которая позволит командам DevOps начать с малого, но в конечном итоге дойти до крупных, сложных и межрегиональных облачных деплоев.

Ещё одним фактором при выборе инструментов автоматизации выступает интеграция. Выбирайте такие решения, которые будет легко совместить с другими инструментами вашего стека. Предпочитайте те, которые не привязаны к конкретному приложению, платформе или облаку.

Удивительно, что упомянули Nagios, но забыли про Prometheus