فلسفه DevOps؛ ابزارها و مزایا

DevOps یا دواپس مجموعه‌ای از شیوه‌ها، ابزارها، روال‌ها و یک فلسفه فرهنگی است که فرآیندهای بین تیم‌های توسعه نرم‌افزار و فناوری اطلاعات را خودکارسازی و یکپارچه می‌کند. این رویکرد بر توانمندسازی تیم، ارتباطات و همکاری بین‌تیمی و اتوماسیون تکنولوژی تاکید دارد. جنبش دواپس در حدود سال ۲۰۰۷ آغاز شد؛ زمانی که جوامع توسعه نرم‌افزار و عملیات فناوری اطلاعات نسبت به مدل سنتی توسعه نرم‌افزار ابراز نگرانی کردند؛ مدلی که در آن توسعه‌دهندگانی که کد می‌نوشتند، جدا از تیم عملیاتی که کد را مستقر و پشتیبانی می‌کردند، فعالیت داشتند. اصطلاح دواپس که ترکیبی از کلمات توسعه (Development) و عملیات(Operations)  است، بیانگر فرآیند ادغام این تخصص‌ها در یک مسیر واحد و مستمر است.

دواپس (DevOps) چگونه کار می‌کند؟

یک تیم دواپس شامل توسعه‌دهندگان و بخش عملیات فناوری اطلاعات است که در تمام طول چرخه عمر محصول به صورت مشارکتی با یکدیگر همکاری می‌کنند تا سرعت و کیفیت استقرار نرم‌افزار را افزایش دهند. این یک روش جدید برای کار و یک تحول فرهنگی است که مزایای قابل‌توجهی برای تیم‌ها و سازمان‌هایی که در آن فعالیت می‌کنند، دارد.

در مدل دواپس، تیم‌های توسعه و عملیات دیگر به صورت منزوی عمل نمی‌کنند. گاهی اوقات این دو تیم در یک تیم واحد ادغام می‌شوند که در آن مهندسان در کل چرخه عمر اپلیکیشن — از توسعه و آزمایش گرفته تا استقرار و عملیات — فعالیت کرده و طیف وسیعی از مهارت‌های چندرشته‌ای را به کار می‌گیرند. تیم‌های دواپس از ابزارهایی برای خودکارسازی و تسریع فرآیندها استفاده می‌کنند که به افزایش قابلیت اطمینان کمک می‌کند. یک زنجیره ابزار (Toolchain) دواپس به تیم‌ها کمک می‌کند تا اصول اساسی این حوزه از جمله یکپارچه‌سازی مداوم، تحویل مداوم، اتوماسیون و همکاری را به پیش ببرند. ارزش‌های دواپس گاهی اوقات در تیم‌هایی به جز توسعه نیز به کار گرفته می‌شوند؛ زمانی که تیم‌های امنیتی رویکرد دواپس را اتخاذ می‌کنند، امنیت به بخش فعال و یکپارچه‌ای از فرآیند توسعه تبدیل می‌شود که به آن DevSecOps می‌گویند.

چرخه عمر دواپس (DevOps Lifecycle)

به دلیل ماهیت مستمر دواپس، متخصصان از نماد بی‌نهایت برای نشان دادن چگونگی ارتباط مراحل چرخه عمر دواپس با یکدیگر استفاده می‌کنند. علی‌رغم اینکه مراحل به ظاهر به صورت متوالی جریان دارند، این حلقه نماد نیاز به همکاری مداوم و بهبود تکرارشونده در سراسر چرخه عمر است.

چرخه عمر دواپس از هشت مرحله تشکیل شده است که معرف فرآیندها، قابلیت‌ها و ابزارهای مورد نیاز برای توسعه (در سمت چپ حلقه) و عملیات (در سمت راست حلقه) هستند. در طول هر مرحله، تیم‌ها برای حفظ هماهنگی، سرعت و کیفیت، با یکدیگر همکاری و تبادل نظر می‌کنند.

• Discover: ساختن نرم افزار یک کار تیمی است. در زمان آماده سازی تا شروع به کار، تیم باید برای بررسی، سازمانی دهی و اولویت بندی ایده‌ها باهم همکاری کنند. ایده‌ها باید با اهداف استراتژیک مطابق باشند و تاثیرات خوبی بروی مشتری بگذارند. بهره گیری از سیستم Agile در هدایت تیم‌های DevOps  می‌تواند مؤثر باشد.
• Plan: تیم‌های DevOps باید از شیوه‌های Agile برای بهبود سرعت و کیفیت استفاده کنند. Agile یک رویکرد مدوام برای مدیریت پروژه و توسعه نرم افزار است که به تیم‌ها کمک می‌کند تا کارها را به قطعات کوچکتر تقسیم کنند.
• Build: استفاده از ابزار کنترل ورژن مانند Git در ایجاد کد منبع منعطف و پایدار حیاتی است. ایجاد فرآیندهای کاری و ابزارهایی برای ایجاد فرآیندهای توسعه به تیم‌ها کمک خواهد کرد.
• Test: فرآیند Continuous Integration (CI) به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا در منبع مشترک، مشارکت کنند. وقتی کدها با هم ادغام می‌شوند، تست‌های خودکار روی آن‌ها اجرا می‌شوند تا از صحیح بودن آن‌ها اطمینان حاصل کنند. ادغام و تست کدها قبل از استقرار تغییرات کد به توسعه دهندگان کمک می‌کند از کیفیت و قابل پیش بینی بودن کدها مجددا اطمینان حاصل نمایند.
• Deploy: فرآیند Continuous Deployment (CD) تیم‌های DevOps را قادر می‌سازد تا ویژگی‌های جدید را مکررا به صورت خودکار مستقر کنند. همچین ویژگی‌های جدید می‌توانند بر اساس مؤلفه‌های برای کاربران فعال شوند، برای مثال کسانی که داوطلب تست نسخه‌های بتا شده‌اند. این رویکرد سرعت، خلاقیت و پایداری تیم‌های توسعه را بهبود می‌دهد.
• Operate: خدمات فناوری اطلاعات تحویل شده به مشتریان را مدیریت کنید. این شامل اقدامات مربوط به طراحی، پیاده سازی، پیکربندی، استقرار و نگهداری تمامی زیرساخت‌های فناوری اطلاعات است که از خدمات یک سازمان پشتیبانی می‌کند.
• Observe: با نظارت پیوسته بر پروژه، مشکلات به سرعت شناسایی و برطرف می‌شوند تا سرعت، پایداری و عملکرد محصول همیشه در بهترین حالت باقی بماند. هشداردهی خودکار در خصوص تغییرات، عملیات با ریسک بالا یا خطاها به تیم‌ها به نگهداری سرویس‌ها کمک خواهد کرد.
• Continuous  feedback: تیم‌ها باید هر نسخه را ارزیابی کنند و گزارش‌هایی برای بهبود نسخه‌های آینده تولید کنند. با جمع آوری بازخورد مستمر، تیم‌ها می‌توانند فرآیندهای خود را بهبود ببخشند.

ابزارهای دواپس (DevOps tools)

ابزارهای دواپس مراحل کلیدی چرخه عمر دواپس را پوشش می‌دهند. این ابزارها با کمک به بهبود همکاری، کاهش جابه‌جایی بین محیط‌های کاری مختلف (Context-switching)، پیاده‌سازی اتوماسیون و فراهم کردن امکان مشاهده‌پذیری و مانیتورینگ، شیوه‌های دواپس را تقویت می‌کنند. زنجیره‌های ابزار دواپس معمولاً از دو رویکرد پیروی می‌کنند: زنجیره ابزار «همه‌در-یک» (All-in-one) یا «باز» (Open). یک زنجیره ابزار همه‌در-یک، راهکاری کامل ارائه می‌دهد که معمولاً با ابزارهای جانبی دیگر ادغام نمی‌شود، در حالی که یک زنجیره ابزار باز، اجازه شخصی‌سازی با ابزارهای مختلف را می‌دهد. هر دو رویکرد دارای مزایا و معایبی هستند.

Ansible: با پلتفرم اتوماسیون رد هت انسیبل (Red Hat Ansible)، می‌توانید با خودکارسازی مراحل کلیدی خط‌لوله CI/CD و سازمان‌دهی (Orchestration) جریان‌های کاری دواپس از طریق کنسول مدیریتی «اتوماسیون کنترلر»، فرآیند دواپس را تسهیل کنید. خودکارسازی با رد هت، از طریق کنترل‌های دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC) و زبان اتوماسیون انسان‌فهم در قالب «انسیبل پلی‌بوک‌ها»، موجب ارتقای تحویل مداوم، استقرار و همکاری میان بخش‌های مختلف سازمان می‌شود. شما می‌توانید از همان محتوای اتوماسیونی که برای عملیات روزمره استفاده می‌کنید، در خط‌لوله CI/CD خود نیز بهره ببرید.

Kubernetes: کوبِرنِتیز که به اختصار K8s نیز نامیده می‌شود، یک پلتفرم متن‌باز و قدرتمند برای ارکستراسیون یا مدیریت خودکار کانتینرها است که در ابتدا توسط گوگل توسعه یافته است. این سیستم وظیفه دارد فرآیندهایی نظیر استقرار (Deployment)، مقیاس‌پذیری (Scaling) و مدیریت اپلیکیشن‌های کانتینری را در محیط‌های مختلف (از سرورهای محلی تا ابرهای عمومی) ساده و خودکار کند. کوبرنتیز با قابلیت‌هایی مانند تعادل بار (Load Balancing)، خودترمیمی (Self-healing) برای جایگزینی کانتینرهای آسیب‌دیده و مدیریت هوشمند منابع زیرساختی، به یکی از ابزارهای حیاتی در اکوسیستم دواپس تبدیل شده که پایداری و در دسترس بودن نرم‌افزارها را در مقیاس بزرگ تضمین می‌کند.

Jenkins: جنکینز یک ابزار متن‌باز و پیشرو برای اتوماسیون است که به عنوان قلب تپنده چرخه‌ی CI/CD شناخته می‌شود. این ابزار که با جاوا نوشته شده، به تیم‌های توسعه اجازه می‌دهد تا فرآیندهای ساخت (Build)، آزمایش (Test) و استقرار (Deploy) نرم‌افزار را به‌صورت خودکار انجام دهند. جنکینز با بهره‌گیری از بیش از ۱۵۰۰ پلاگین مختلف، قابلیت یکپارچه‌سازی با تقریباً تمام ابزارهای موجود در اکوسیستم DevOps را دارد و به دلیل انعطاف‌پذیری بالا در تعریف خط‌لوله‌های پیچیده (Pipelines)، نقش کلیدی در تسریع عرضه نرم‌افزار و کاهش خطاهای انسانی ایفا می‌کند.

Docker: داکر یک پلتفرم متن‌باز مبتنی بر فناوری کانتینرسازی است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد اپلیکیشن و تمام متعلقات آن (مانند کتابخانه‌ها و تنظیمات) را در قالب یک واحد مستقل به نام «کانتینر» بسته‌بندی کنند. برخلاف ماشین‌های مجازی سنتی، کانتینرهای داکر به جای شبیه‌سازی کامل سخت‌افزار، از هسته سیستم‌عامل میزبان به‌صورت مشترک استفاده می‌کنند که باعث می‌شود بسیار سبک‌تر، سریع‌تر و کم‌حجم‌تر باشند. داکر با حل مشکل معروف «روی سیستم من کار می‌کرد»، تضمین می‌کند که نرم‌افزار در هر محیطی — از لپ‌تاپ توسعه‌دهنده تا سرورهای ابری — به شکلی یکسان و پایدار اجرا شود.

Git: گیت پرکاربردترین سیستم کنترل نسخه (Version Control) توزیع‌شده در جهان است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تمامی تغییرات ایجاد شده در کدهای خود را با دقت ثبت و ردیابی کنند. برخلاف سیستم‌های قدیمی، گیت به هر برنامه‌نویس یک کپی کامل از تاریخچه پروژه را روی سیستم محلی‌اش می‌دهد که باعث افزایش سرعت و امکان کار به‌صورت آفلاین می‌شود. گیت با استفاده از قابلیت «شاخه‌بندی» (Branching)، همکاری هم‌زمان چندین نفر روی یک پروژه را بدون تداخل در کدهای اصلی ممکن می‌سازد و در صورت بروز خطا، بازگشت به نسخه‌های قبلی را بسیار ساده می‌کند؛ به همین دلیل، گیت سنگ‌بنای اصلی فرآیندهای توسعه مدرن و ابزارهای محبوبی نظیر گیت‌هاب و گیت‌لب است.

مزایای دواپس (DevOps) چیست؟

در نظرسنجی روندهای دواپس شرکت اتلسین در سال ۲۰۲۰، ۹۹ درصد از پاسخ‌دهندگان اظهار داشتند که دواپس تأثیر مثبتی بر سازمان آن‌ها داشته است. مزایای دواپس شامل انتشار سریع‌تر و آسان‌تر محصولات، کارایی تیم، افزایش امنیت، محصولات با کیفیت‌تر و در نتیجه، تیم‌ها و مشتریان خوشحال‌تر است.

سرعت

تیم‌هایی که از شیوه‌های دواپس استفاده می‌کنند، خروجی‌های خود را با تناوب بیشتر، کیفیت بالاتر و پایداری بهتر عرضه می‌کنند. در واقع، گزارش وضعیت دواپس DORA در سال ۲۰۱۹ نشان داد که تیم‌های برتر ۲۰۸ برابر بیشتر و ۱۰۶ برابر سریع‌تر از تیم‌های ضعیف، فرآیند استقرار (Deploy) را انجام می‌دهند. تحویل مداوم (Continuous Delivery) به تیم‌ها اجازه می‌دهد تا با استفاده از ابزارهای خودکار، نرم‌افزار را ساخته، آزمایش کرده و تحویل دهند.

بهبود همکاری

بنیان دواپس بر پایه فرهنگ همکاری میان تیم‌های توسعه و عملیات بنا شده است که مسئولیت‌های مشترکی دارند و فعالیت‌های خود را با هم ترکیب می‌کنند. این امر باعث افزایش کارایی تیم‌ها شده و از اتلاف وقت مربوط به تحویل کار بین بخش‌ها و همچنین تولید کدی که متناسب با محیط اجرا طراحی شده باشد، جلوگیری می‌کند.

استقرار سریع

تیم‌های دواپس با افزایش تعداد دفعات و سرعت انتشار، محصولات را به سرعت بهبود می‌بخشند. با عرضه سریع ویژگی‌های جدید و رفع باگ‌ها، می‌توان به یک مزیت رقابتی دست یافت.

کیفیت و قابلیت اطمینان

شیوه‌هایی مانند یکپارچه‌سازی مداوم (CI) و تحویل مداوم (CD) تضمین می‌کنند که تغییرات، کاربردی و ایمن هستند که این امر کیفیت محصول نرم‌افزاری را ارتقا می‌دهد. همچنین مانیتورینگ به تیم‌ها کمک می‌کند تا در لحظه از وضعیت عملکرد سیستم مطلع بمانند.

امنیت

با ادغام امنیت در خط لوله (Pipeline) یکپارچه‌سازی، تحویل و استقرار مداوم، رویکرد «دوسی‌آپ‌پس» (DevSecOps) به بخش فعال و جدایی‌ناپذیر فرآیند توسعه تبدیل می‌شود. امنیت از طریق گنجاندن بازرسی‌های امنیتی فعال و تست‌های امنیتی در جریان‌های کاری چابک (Agile) و دواپس، در تار و پود محصول نهادینه می‌شود.