喬瑋　趙文瑞

摘要：近年來，DevOps作為新興軟件開發(fā)管理范型，得到了廣泛關(guān)注。它通過整合開發(fā)和運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了軟件產(chǎn)品和服務(wù)的持續(xù)交付，從而讓企業(yè)提高效能，降低成本。本文先簡(jiǎn)述了DevOps概念及優(yōu)勢(shì)，其次從采用率、使用成效及工具幾個(gè)方面研究了DevOps的發(fā)展現(xiàn)狀，最后分析了DevOps未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：DevOps；開發(fā)與運(yùn)維；持續(xù)交付；IT工作流

中圖分類號(hào)：TP393.09 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）04-0074-03

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的快速發(fā)展，軟件和服務(wù)的生命周期迭代間隔不斷縮短，用戶都期望能夠在第一時(shí)間獲得最新產(chǎn)品及服務(wù)，也希望缺陷能夠在最短時(shí)間內(nèi)修復(fù)，快速交付能力成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。DevOps提出將開發(fā)與運(yùn)維結(jié)合，其持續(xù)部署、持續(xù)交付技術(shù)能夠有效提高產(chǎn)品和服務(wù)交付能力，幫助企業(yè)提升效能，因而得到了廣泛關(guān)注。隨著這幾年不斷的探索與實(shí)踐，DevOps已從最初的流行詞轉(zhuǎn)化為行業(yè)的焦點(diǎn)技術(shù)，DevOps正在給傳統(tǒng)軟件開發(fā)模式帶來巨大的變革。

2 DevOps介紹

2.1 DevOps概念

DevOps（英文Development 和Operations的組合）是一組過程、方法與系統(tǒng)的統(tǒng)稱，用于促進(jìn)開發(fā)（應(yīng)用程序/軟件工程）、技術(shù)運(yùn)營(yíng)和質(zhì)量保障（QA）部門之間的溝通、協(xié)作與整合，如圖1。

DevOps概念最早在2009年的歐洲被提出，它的出現(xiàn)是由于軟件行業(yè)逐漸清晰的認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前主流的敏捷開發(fā)帶來的是持續(xù)測(cè)試的能力，這種開發(fā)模式并未消除開發(fā)與運(yùn)維之間的隔閡，將開發(fā)團(tuán)隊(duì)與運(yùn)維團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開的傳統(tǒng)方式，已成為提高交付速度的障礙。為了填補(bǔ)開發(fā)和運(yùn)維之間的信息鴻溝，改善團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作關(guān)系，DevOps應(yīng)運(yùn)而生，旨在促進(jìn)開發(fā)和運(yùn)維緊密合作，實(shí)現(xiàn)按時(shí)交付軟件產(chǎn)品和服務(wù)的目標(biāo)。

2.2 DevOps優(yōu)勢(shì)

在軟件開發(fā)過程中，存在技術(shù)的價(jià)值流，它體現(xiàn)在從需求提出到開發(fā)、測(cè)試、部署、發(fā)布、運(yùn)營(yíng)整個(gè)流動(dòng)過程。技術(shù)價(jià)值流關(guān)注從提出商業(yè)需求，到把設(shè)想利用技術(shù)轉(zhuǎn)化為服務(wù)，最終交付價(jià)值給客戶。在技術(shù)價(jià)值流中，縮短每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間，確保流程高效和高質(zhì)量流動(dòng)，有助于提高價(jià)值與效能。

而DevOps就是從軟件交付的全局出發(fā)，構(gòu)建的一個(gè)完整的IT工作流（如圖2），以IT自動(dòng)化及持續(xù)集成（CI，Continuous Integration）、持續(xù)交付、持續(xù)部署為基礎(chǔ)，優(yōu)化開發(fā)、測(cè)試、系統(tǒng)運(yùn)維等所有環(huán)節(jié)。DevOps的核心原則是快速流動(dòng)、快速反饋與持續(xù)學(xué)習(xí)，其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）支持高效交付，縮短軟件開發(fā)周期。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式中，開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)營(yíng)各部門分離，溝通較少，往往上游環(huán)節(jié)很大程度制約了下游環(huán)節(jié)的開展，造成開發(fā)流程推進(jìn)緩慢，開發(fā)周期長(zhǎng)問題。而DevOps開發(fā)管理模式中，開發(fā)、運(yùn)維及質(zhì)量部門緊密結(jié)合，通過利用完整的工具鏈實(shí)現(xiàn)最大程度自動(dòng)化部署、測(cè)試，從而有效的縮短了開發(fā)周期，達(dá)到高效交付的目標(biāo)。

（2）快速獲取反饋，提升軟件質(zhì)量及穩(wěn)定性。在軟件開發(fā)過程中，出現(xiàn)問題是不可避免的，如何快速發(fā)現(xiàn)并解決問題是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式中，開發(fā)人員將產(chǎn)品開發(fā)完成后，交由測(cè)試部門人員進(jìn)行部署測(cè)試，往往在工作周期的后期才發(fā)現(xiàn)問題，這種反饋是非常慢的。而DevOps使用持續(xù)集成、測(cè)試與持續(xù)交付的方式，代碼提交幾分鐘后就可以得到反饋，如有問題，可快速發(fā)現(xiàn)并解決。這大大降低了投產(chǎn)過程中產(chǎn)生問題的可能性。另外，由于在之前環(huán)節(jié)各部門已緊密溝通，因此即使投產(chǎn)中出現(xiàn)問題，也可以一起快速定位并處理問題，從而提升軟件的質(zhì)量與穩(wěn)定性。

（3）改善公司文化，促進(jìn)持續(xù)學(xué)習(xí)與溝通。隨著DevOps在各大組織的逐步實(shí)踐，人們?cè)桨l(fā)意識(shí)到DevOps不單單是一種模式，更是一種文化。DevOps成功與否在于公司組織是否善于協(xié)作溝通，這不僅僅指開發(fā)運(yùn)維部門的協(xié)作，也是和最終產(chǎn)品相關(guān)的所有人的協(xié)作，以及領(lǐng)導(dǎo)層的支持。也就是說，DevOps的成功需要整個(gè)組織的合作參與。這對(duì)傳統(tǒng)的公司文化是個(gè)巨大的變革，使用DevOps的公司已經(jīng)采取了各種措施促進(jìn)這種文化的建立，如建立共享平臺(tái)，各部門員工可共享高質(zhì)量和一致性的信息，促進(jìn)知識(shí)復(fù)用與學(xué)習(xí)；開展全組織例會(huì)，加強(qiáng)員工之間的溝通，加快遇到問題時(shí)處理速度，提高工作效率等。協(xié)作的公司文化也有助于增加員工成就感和對(duì)工作的滿足感，從而更好的投入工作。

3 DevOps的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 DevOps采用率

在過去的幾年里，DevOps采用率逐步增長(zhǎng)。在國(guó)外，很多全球知名的公司如Google、Facebook、Amazon、LinkedIn、Netflix等都在采用DevOps或提供相關(guān)支持產(chǎn)品。在近3年由Puppet與DevOps研究與評(píng)估協(xié)會(huì)組織的DevOps調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，使用DevOps的部門比例已從2014年的16%增長(zhǎng)到2017年的27%，如圖3。世界500強(qiáng)企業(yè)的DevOps員工比前三年更是增長(zhǎng)了兩倍之多。很多公司聘用專門的DevOps工程師協(xié)助團(tuán)隊(duì)使用超前的自動(dòng)化工具做快速的交付。而在DevOps使用行業(yè)分布方面，也呈現(xiàn)出擴(kuò)展趨勢(shì)。幾年前使用DevOps主要為科技行業(yè)，而現(xiàn)在DevOps已深入到包括金融、零售、電信和教育等眾多行業(yè)。調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，未使用DevOps的人也有32%表示將計(jì)劃部署僅有20%的人表示無意采用DevOps。可見，DevOps的采用率可能將繼續(xù)增長(zhǎng)。

目前，DevOps在國(guó)內(nèi)還不算流行，雖然部分知名企業(yè)，如騰訊、華為、阿里巴巴等已經(jīng)采用DevOps，但大部分傳統(tǒng)行業(yè)還沒有DevOps實(shí)踐。在DevOps中國(guó)社區(qū)發(fā)布的《DevOps中國(guó).2017年度調(diào)查報(bào)告》中顯示，國(guó)內(nèi)DevOps參與者主要集中在科技和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，其他行業(yè)對(duì)DevOps了解略顯不足。另外，設(shè)立DevOps部門的比例為13%，與全球水平有一定差距。通過對(duì)比來看，目前DevOps在中國(guó)的發(fā)展還處于起步階段，不過，有很多DevOps中國(guó)社區(qū)成員及其他DevOps從業(yè)者也正在通過努力促進(jìn)DevOps在中國(guó)的認(rèn)知和推廣。

3.2 DevOps使用成效

DevOps旨在通過加強(qiáng)自動(dòng)化，加快軟件發(fā)布和部署速度，降低系統(tǒng)出錯(cuò)頻率，更快地消除宕機(jī)和錯(cuò)誤的影響，從而提高效能，降低成本。我們一般可以用軟件交付力和系統(tǒng)穩(wěn)定性來衡量IT效能。

2017年《DevOps現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告》中顯示，使用DevOps的組織現(xiàn)已經(jīng)可以按需每日進(jìn)行多次部署，每年可高效部署1400次以上，部署頻率比未使用DevOps的組織高46倍。變更周期時(shí)間指標(biāo)上，使用DevOps的組織部署變更到生產(chǎn)環(huán)境的前置時(shí)間已少于1小時(shí)，而未使用DevOps的組織使用時(shí)間為一周到一個(gè)月。而在穩(wěn)定性方面，使用DevOps時(shí)，故障恢復(fù)時(shí)間（MTTR）可以達(dá)到1小時(shí)之內(nèi)，變更失敗的概率平均值是7.5%；而未使用DevOps時(shí)，故障恢復(fù)時(shí)間為1天到1周，變更失敗的概率為38.5%。

可見，使用DevOps較大推動(dòng)了工作流流動(dòng)及反饋，提高了企業(yè)組織效率。眾所周知，在IT行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，延遲發(fā)布更新產(chǎn)品或停機(jī)所帶來的損失是巨大的，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可估量的影響。提高企業(yè)效能也意味著降低成本為企業(yè)帶來收益。

3.3 DevOps工具

近幾年DevOps的發(fā)展實(shí)踐也得益于配套工具的技術(shù)發(fā)展，目前DevOps的構(gòu)建、部署、運(yùn)維等各階段都有多種不同的工具供支持。其中常用的構(gòu)建工具有Ant、Maven、Rake、Gradle等，持續(xù)集成工具有Jenkins、TeamCity、Bamboo等，配置管理工具有Puppet、Chef、Ansible等，日志工具有Loggly、Graylog等，監(jiān)控工具 有Nagios、New Relic、Cacti等，如圖4。每個(gè)公司可以根據(jù)自己的項(xiàng)目情況搭建適用于自己的DevOps工具鏈。

據(jù)調(diào)查顯示，Jenkins、Chef和Puppet依然是DevOps團(tuán)隊(duì)使用率最高的工具。隨著容器技術(shù)的發(fā)展，Docker成為使用量增長(zhǎng)最快的工具。而也有部分企業(yè)，在已有工具的基礎(chǔ)上，開發(fā)使用適用于自己的自動(dòng)化工具。

4 DevOps的發(fā)展趨勢(shì)

（1）DevOps將出現(xiàn)在更多的行業(yè)領(lǐng)域。在當(dāng)今瞬息萬變、信息量巨大的時(shí)代，業(yè)務(wù)的靈活可靠高效是各企業(yè)追求的目標(biāo)。DevOps實(shí)踐顯示，DevOps給企業(yè)的財(cái)務(wù)指標(biāo)還有非財(cái)務(wù)指標(biāo)都帶來了價(jià)值。隨著DevOps相關(guān)概念和技術(shù)不斷的深入發(fā)展，更多行業(yè)領(lǐng)域?qū)⒛苷业阶约宏P(guān)注的特性。因此DevOps滲入到更多行業(yè)是必然趨勢(shì)，各行業(yè)都可以通過DevOps獲取技術(shù)改進(jìn)對(duì)組織效能的積極影響。

（2）自動(dòng)化流程標(biāo)準(zhǔn)化。DevOps最直觀的一個(gè)價(jià)值就是自動(dòng)化，自動(dòng)化構(gòu)建、自動(dòng)化測(cè)試、自動(dòng)化部署等等。自動(dòng)化的價(jià)值是清晰的，但目前自動(dòng)化還處于各種工具、平臺(tái)、語言相對(duì)獨(dú)立的階段。每個(gè)公司每個(gè)項(xiàng)目都在各自搭建自動(dòng)化流程，這需要花費(fèi)相當(dāng)一部分時(shí)間與精力去配置、測(cè)試和管理。比如JAVA項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過調(diào)研測(cè)試制定了一套可以很好實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程的機(jī)制，但其他項(xiàng)目很可能不能直接復(fù)用，還需重新構(gòu)建自己的流程和規(guī)范，這就使自動(dòng)化的價(jià)值沒有發(fā)揮到最高。隨著對(duì)DevOps不斷的摸索反饋，未來一定會(huì)制定一套統(tǒng)一的自動(dòng)化流程標(biāo)準(zhǔn)，讓各項(xiàng)目更容易的去應(yīng)用DevOps，從而釋放更多時(shí)間精力去做更能產(chǎn)生價(jià)值的工作。

（3）將安全融入到DevOps工作流。在傳統(tǒng)的開發(fā)模式中，開發(fā)人員通常在構(gòu)建軟件時(shí)認(rèn)為功能需求優(yōu)先于安全。雖然安全編碼起著重要作用，但對(duì)于需趕在最后期限前構(gòu)建應(yīng)用的團(tuán)隊(duì)來講，它往往被降到功能需求之后。但隨著自動(dòng)化安全在DevOps實(shí)踐中提出，這種思維也逐漸發(fā)生改變。DevSecOps的新型理念將安全融入到DevOps工作流，通過在軟件周期中加入安全測(cè)試技術(shù)，在持續(xù)整合平臺(tái)中增加自動(dòng)化安全分析等方式，來增強(qiáng)應(yīng)用程序安全性，同時(shí)不拖累發(fā)布和部署周期。DevSecOps鼓勵(lì)開發(fā)人員思考如何將應(yīng)用程序的安全融入日常代碼中，主動(dòng)保證安全并打敗攻擊，這將對(duì)交付安全產(chǎn)生積極影響。

（4）架構(gòu)松耦合化。在DevOps的實(shí)踐過程中，人們?cè)絹碓礁惺艿较到y(tǒng)架構(gòu)與持續(xù)交付和IT性能的緊密關(guān)聯(lián)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，松耦合的架構(gòu)和團(tuán)隊(duì)能夠提高實(shí)施持續(xù)交付的能力。松耦合架構(gòu)，更易于在不依賴關(guān)聯(lián)組件或服務(wù)的變更下修改獨(dú)立的組件或服務(wù)。就組織而言，團(tuán)隊(duì) 也可以不依賴其他團(tuán)隊(duì)完成工作。但是如何更好的解耦也一直是實(shí)踐的難點(diǎn)之一。隨著近年新型應(yīng)用設(shè)施方式的出現(xiàn)（如微服務(wù)架構(gòu)），更多新的架構(gòu)技術(shù)將與DevOps實(shí)踐結(jié)合，實(shí)現(xiàn)架構(gòu)松耦合化，更好的促進(jìn)持續(xù)交付與性能。

5 結(jié)語

DevOps作為一種新興開發(fā)管理范型，實(shí)現(xiàn)了開發(fā)與運(yùn)維的協(xié)同，它以一系列自動(dòng)化為基礎(chǔ)完成軟件的持續(xù)交付與持續(xù)部署，從而提高產(chǎn)品和服務(wù)的交付效率與質(zhì)量。近些年，憑借其優(yōu)勢(shì)，越來越多DevOps實(shí)踐者從中受益?？梢灶A(yù)見，隨著DevOps的深入實(shí)踐和技術(shù)的不斷完善， DevOps將得到更廣泛的應(yīng)用，給軟件開發(fā)及組織模式帶來更大的變革與影響。同時(shí)也期待DevOps技術(shù)帶來的更多機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

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