К 2025 году более 85% организаций перейдут на облачный подход для улучшения охвата клиентов и повышения эффективности предоставления услуг. По мере того, как организации все чаще переходят в облако, они должны внедрять тенденции DevOps, чтобы соответствовать постоянно меняющимся требованиям и сложностям современного производства программного обеспечения.
В этой статье освещаются несколько тенденций DevOps и обсуждается их актуальность для разработки программного обеспечения, операций и служб безопасности.
Что такое DevOps?
DevOps – это подход к разработке программного обеспечения, который уделяет приоритетное внимание сотрудничеству между командами разработки и эксплуатации. Поскольку глобальные организации постоянно сталкиваются с необходимостью производить наиболее конкурентоспособные продукты максимально быстрыми темпами, объединение этих команд помогает им найти баланс между гибкостью, экономичностью, масштабируемостью и скоростью.
Отказываясь от традиционно разрозненных команд, DevOps объединяет три этапа жизненного цикла разработки программного обеспечения (SDLC) — разработку, тестирование и развертывание. В результате получается единый эффективный процесс, при котором разработчики и операционные группы получают доступ к продукту одновременно. Это способствует рациональному программированию: каждая команда работает с учетом интересов другой, тем самым устраняя хэндоверы, связанные с ними задержки и ошибки, одновременно поощряя совместную ответственность.
Помимо объединения команд разработки и эксплуатации, DevOps также внедряет методы и технологии (совместно называемые тенденциями), которые оптимизируют деятельность и процессы во всем SDLC.
Существует несколько тенденций DevOps, которые способствуют быстрому, гибкому и надежному развертыванию программного обеспечения. В следующих разделах мы расскажем о них, а также о технологиях, которые их облегчают, и их преимуществах.
Примеры тенденций DevOps: CI/CD и Kubernetes
Два ключевых примера тенденций DevOps включают непрерывную интеграцию и непрерывное развертывание (CI/CD) и Kubernetes. Команды DevOps используют CI/CD для автоматизации повторяющихся процессов в SDLC, тем самым ускоряя тестирование, выявление ошибок, исправление и доставку продукта. Они также используют Kubernetes для развертывания контейнерных рабочих нагрузок и управления ими, обеспечивая согласованное развертывание в разнородных средах.
Например, член команды DevOps может писать, тестировать и вносить изменения в код приложения с помощью конвейера CI/CD, а затем запускать контейнеры с помощью Kubernetes, управлять ими и масштабировать. Команда также может использовать функции автоматизации как для ускорения распространения исправлений, так и для перезапуска вышедших из строя контейнеров, уменьшая необходимость ручного вмешательства и повышая эффективность использования ресурсов. Вместе взятые, эти две тенденции обеспечивают более короткие циклы разработки, меньшее количество сбоев и более быстрое среднее время ремонта (MTTR).
Архитектура микросервисов
Микросервисы позволяют разрабатывать программное обеспечение, в котором приложения представляют собой несколько независимых, но слабо связанных сервисов. Сервисы, каждый из которых представляет разные прикладные функции, выполняют запросы независимо; однако они взаимодействуют через облегченные API, которые позволяют им работать вместе, когда это необходимо. Поскольку каждая служба функционирует независимо, отпадает необходимость разрабатывать и развертывать все службы одновременно, что ускоряет время выхода на рынок (TTM).
Например, банковское приложение может иметь отдельный сервис для переводов средств, платежей, запросов баланса, обмена валюты и обслуживания кредитов. Служба денежных переводов отвечает за все внутрибанковские и межбанковские переводы; служба платежей позволяет клиентам рассчитывать и оплачивать налоги, абонентскую плату или счета за коммунальные услуги; а служба запроса баланса сообщает клиентам баланс на их счете, детализирует историю транзакций и предоставляет им выписки со счета.
При необходимости эти сервисы могут взаимодействовать; например, платежный сервис взаимодействует с базой данных запросов баланса, чтобы подтвердить, что у клиентов есть необходимые средства на счетах, прежде чем они смогут совершить транзакцию. Кроме того, банк может разработать и выпустить все сервисы в приложении сразу или сначала выпустить критически важные, чтобы ускорить TTM, а затем непрерывно выпускать другие, пока приложение используется, не влияя на производительность пользователей.
Архитектура микросервисов имеет несколько основных преимуществ, а также некоторые ограничения.
Изоляция сбоев
При традиционном развертывании монолитного программного обеспечения отказ одного компонента (или его обслуживание) может привести к существенному простою всего приложения. Однако независимость микросервисов позволяет командам DevOps изолировать неисправные службы. Аналогично, в случае чрезмерного трафика в одной службе замедляется или становится недоступной только затронутая служба.
Давайте еще раз рассмотрим банковское приложение. Если платежный сервис не работает, клиенты по-прежнему могут переводить средства, обменивать валюты или запрашивать выписки со своего счета. Это обеспечивает надежность программного обеспечения и предотвращает потери бизнеса.
Масштабируемость и упрощенная разработка программного обеспечения
В монолитной архитектуре, где ресурс одного компонента исчерпан, его масштабирование означает необходимость масштабирования всего приложения. С микросервисами команды DevOps могут масштабировать только необходимую услугу или предоставлять новые услуги на ходу.
Команды DevOps также могут использовать лучшие технологии для предоставления каждой услуги. Например, вы можете использовать API конвертации для обновлений в режиме реального времени в службе обмена валюты ваших банковских приложений. Вы также можете использовать различные типы баз данных для конкретных сервисов по мере необходимости; например, вы можете использовать комбинацию традиционных реляционных баз данных (например, MySQL, PostgreSQL или Oracle) и баз данных, ориентированных на документы /NoSQL (например, Elasticsearch или MongoDB) для записи истории транзакций и хранения другой информации об учетной записи.
Ограничения и стратегии смягчения последствий
Несмотря на важные преимущества, микросервисная архитектура не лишена недостатков. Во-первых, анализ первопричин может быть трудоемким, поскольку существует множество взаимосвязанных сервисов. Определение источника ошибки, из какого именно сервиса она была вызвана и как это повлияло на другие сервисы, может занять много времени. Кроме того, поскольку сервисы независимы, возможность наблюдения может быть сложной; вы должны сопоставить телеметрию от всех сервисов и дополнить их контекстами, чтобы полностью понять производительность вашей распределенной системы.
Однако у этих проблем есть решение. OpenTelemetry предоставляет стандартизированный API и SDK для сбора данных телеметрии, их сопоставления и экспорта в серверные системы телеметрии, не зависящие от поставщика, для устранения неполадок в вашем приложении.
В целом микросервисы положительно влияют на масштаб, облегчая совместную работу разработчиков и повышая эффективность, масштабируемость и скорость доставки продукта – без необратимого влияния на наблюдаемость.
DevSecOps
DevSecOps интегрирует методы обеспечения безопасности и оценки при разработке программного обеспечения во всем SDLC. Это левый подход, основанный на убеждении, что, поскольку безопасность является первоочередной задачей при развертывании облачных технологий, такие вопросы, как безопасное кодирование, оценка кода, оценка соответствия требованиям и мониторинг/управление изменениями, должны быть приоритетными.
DevSecOps обеспечивает упреждающий подход, при котором разработчики могут выявлять и устранять уязвимости в системе безопасности на ранних стадиях с помощью инструментов статического тестирования безопасности приложений (SAST), интерактивного тестирования безопасности приложений (IAST) и анализа состава программного обеспечения (SCA).
- Инструмент SAST сканирует кодовую базу вашего приложения на наличие уязвимостей в системе безопасности перед его развертыванием и предлагает рекомендации по внедрению методов безопасного программирования.
- Инструмент IAST выполняет автоматические тесты запущенных приложений для обнаружения и устранения проблем безопасности в режиме реального времени.
- Инструмент SCA сканирует компоненты программного обеспечения (например, исходный код приложения, изображения контейнеров и другие пакеты с открытым исходным кодом) на наличие уязвимостей для упреждающего обнаружения и оповещения команд DevSecOps.
Внедрение подхода DevSecOps с самого начала вашего SDLC ограничит риск того, что уязвимости в системе безопасности выйдут за рамки стадии разработки и нанесут значительный ущерб (например, нарушения конфиденциальности, финансовые потери и репутационный ущерб) после развертывания.
DevSecOps подчеркивает необходимость обеспечения надежной системы безопасности с помощью шифрования данных и сканирования уязвимостей перед добавлением программных компонентов в запущенные приложения. Это гарантирует, что обнаружение и устранение проблем безопасности будут эффективными и экономичными; это также способствует соблюдению стандартов кибербезопасности, таких как серии ISO 27000 и NIST 800.
Смещение-тестирование влево
Тестирование со сдвигом влево – это подход к тестированию программного обеспечения, который перемещает тестирование влево от временной шкалы SDLC. Традиционно тестирование программного обеспечения проводилось после того, как программное обеспечение было полностью разработано и готово к развертыванию. Но этот подход часто оказывался проблематичным: ошибки не обнаруживались при тестировании или обнаруживались, когда для исправления требовались временные и ресурсоемкие меры (например, перестройка приложения).
Поскольку после завершения этапа разработки становится трудно обеспечить полную видимость приложения и его нескольких компонентов первого и сторонних производителей, тестирование сдвигом влево помогает командам DevOps устранить как можно больше ошибок и уязвимостей на ранних стадиях. Чтобы упростить выполнение повторяющихся задач, командам DevOps следует использовать автоматизированные инструменты тестирования на базе искусственного интеллекта. Автоматизируя тестирование методом сдвига влево, команды DevOps могут быстро, без проблем и с минимальными затратами локализовывать и устранять ошибки и дефекты регрессии.
Тестирование со сдвигом влево улучшает качество вашего кода и программного обеспечения, что, в свою очередь, ускоряет развертывание приложений и предоставляет вашим пользователям оптимальный веб-интерфейс.
GitOps
GitOps – это подход к внедрению практик DevOps, включающий автоматические проверки кода, тестирование и исправление. GitOps предполагает использование таких инструментов, как Git и SVN, для обеспечения контроля версий и предоставления централизованных репозиториев кода, которые считаются единственными источниками достоверности (SSOT) для разработки и управления кодом “Инфраструктура как код” (IaC). Итак, как это работает?
Допустим, команда DevOps обнаруживает ошибку во время тестирования и ей необходимо внести изменения в кодовую базу своего приложения. Команда создает локальную ветвь репозитория Git или SVN, которая служит SSOT для их приложения. Новые изменения кода вносятся в этой локальной ветке и впоследствии объединяются в центральный репозиторий путем открытия запросов на извлечение. После этого они создают конвейер CI/CD, который позволяет им интегрировать и проверять изменения, а затем автоматически тестировать их на наличие дефектов регрессии перед развертыванием.
GitOps автоматизирует создание, тестирование и исправление программного обеспечения, способствуя более быстрому и эффективному производству, развертыванию и отладке. Благодаря возможности постепенных изменений кода и контролю версий, GitOps позволяет командам DevOps отслеживать изменения кода с течением времени. Это может быть чрезвычайно важно для отладки приложений, особенно когда сбои в производительности или безопасности вызваны предыдущими операциями исправления.
Благодаря своему ветвящемуся подходу GitOps также улучшает совместную работу DevOps, позволяя нескольким командам работать над единой инфраструктурой без сбоев в заказе версий или планировании, связанных с исправлениями.
Контейнеризация
Контейнеризация – это практика размещения приложений, их компонентов и зависимостей в изолированных контейнерах для более быстрого и эффективного развертывания в гетерогенных средах. Контейнер – это логичный исполняемый программный пакет, включающий приложение и все его компоненты (например, файлы конфигурации, программный код, библиотеки и зависимости), необходимые для его дальнейшего функционирования. Контейнер помогает изолировать приложение от среды выполнения.
Контейнеры создаются с помощью неизменяемых образов контейнеров и управляются с помощью таких инструментов, как Kubernetes и Docker. Инструменты управления автоматизируют развертывание контейнеров, обмен данными между ними и управление ими, что позволяет ускорить производство и развертывание. Кроме того, платформы оркестрации предоставляют такие функции, как самовосстановление модулей (которые запускают контейнеры) и комплексные проверки работоспособности для обеспечения постоянной оптимальной производительности вашей среды выполнения. Они также обеспечивают повышенную надежность программного обеспечения за счет динамического создания и удаления модулей; таким образом, можно создавать новые модули, а старые модули могут выходить из строя без негативного влияния на другие существующие модули.
Благодаря контейнеризации несколько контейнеров могут работать в одной операционной системе хоста, каждый как изолированное устройство. Эта функция изоляции достигается за счет запуска приложения и его зависимостей от отдельной виртуализированной операционной системы хоста. Кроме того, эта функция позволяет вам создавать свои приложения один раз и последовательно перемещать их в любую среду, обеспечивая интероперабельность и гибкость.
Бессерверные вычисления
Бессерверные вычисления – это модель “функция как услуга” (FaaS), которая абстрагирует разработчиков от необходимости управлять собственными серверами; вместо этого они полагаются на сторонние сервисы, которые динамически предоставляют свои серверы и управляют ими по требованию. Вопреки названию “бессерверные”, физические серверы по-прежнему используются, но с оплатой за использование. Таким образом, команды DevOps могут сосредоточиться на написании, тестировании и развертывании кода, в то время как поставщики услуг управляют базовой инфраструктурой.
Тенденция к бессерверному использованию основана на модели контейнеризации/микросервисов, где приложения разделены на функции, которые можно настраивать и масштабировать по отдельности. Это сокращает время разработки, поскольку разработчики могут развертывать сервисы по мере необходимости, а не все сразу. Благодаря функции “сервер как услуга” (BaaS) бессерверная архитектура обеспечивает поддержку приложений polyglot.
Кроме того, благодаря бессерверному управлению организациям не нужно развертывать свои собственные серверы, пропускная способность которых превышает требуемую, и не нужно развертывать несколько серверов и управлять ими из-за размера рабочей нагрузки. Это обеспечивает организациям экономию средств, поскольку они платят за пропускную способность или количество используемых серверов.
Заключение
В этой статье мы представили несколько тенденций DevOps, которые могут произвести революцию в процессе разработки, развертывания и обслуживания вашего программного обеспечения. Хотя каждая из них имеет уникальные варианты использования и предлагает разнообразные функциональные возможности, они взаимосвязаны.
При совместном применении к вашему SDLC эти тенденции принесут множество преимуществ, включая упрощение разработки программного обеспечения, более быстрое развертывание для получения конкурентных преимуществ, улучшение пользовательского опыта и, в конечном итоге, увеличение прибыли.