如何迈出 DevOps 第一步？

admin 9 月 20, 2023 309 0

作者简介：

刘相
普元产品部副总经理、SOA 主任架构师，计算机应用技术硕士
十年IT行业经验，专注于企业软件平台，擅长分布式计算、SOA、BPM、DevOps、企业架构设计等领域。先后主导公司微服务应用开发平台、BPM 流程平台、云 PAAS 平台、DevOps 平台等系列产品的架构和设计工作。著有国内首本解析 SpringBatch 的中文原创图书《SpringBatch 批处理框架》

前言

DevOps 不仅仅是打通开发和运维之间的部门强，我们认为广义DevOps是提供从业务、研发、运营三者之间的一个完整的闭环管理，更高效便捷的实现产品的敏捷发布与管理。DevOps 构建整个IT交付的生产线，提升IT的工程化能力，实现工程效率的提升。

1、IT精益运营与DevOps

随着企业的数字化转型问题，要求IT从对内服务向内外兼修服务方式转变。传统应用的特点是：服务内部用户；需求相对明确、功能全、覆盖广、大集成、适合稳定发展阶段；难以快速变化、维护成本高，快速变革的新业务态无法支持。

新兴互联网应用的特点是：服务外部客户与合作伙伴；需求变动快、功能简单、独立和分散、分布式进化；应用规模变化大、大范围广泛的测试、易失败、对业务弹性、快速发布要求高。

普元实践了大量企业数字化转型的客户，包括红领、蓝月亮等企业。从IT仅为内部客户服务到逐步转向 2C。转变的结果导致IT交付的压力变大。在传统企业 IT人员又少的情况下（互联网企业有大量的人员保障），怎样快速地把我们的 IT交付出来，这是 DevOps 要解决的一个重要出发点。让整个IT部门从传统的支撑部门慢慢的变成业务创新部门，需要将IT的精益运营与 DevOps 无缝进行整合。

举个例子来讲，在飞机晚点的商业时刻，需要服务商帮助客户做酒店变更，客户的会议日程也要做出变更，所有这些事情都要求IT是自响应的，不需要像传统的方式还需客户进行自我服务。

这种创新业务对IT的交付要求变得异常苛刻。当然在IT建设的过程中有很多协作的问题、大量的技术债务、新的技术架构的冲击（微服务、容器等）。

导致业务应用变得非常复杂，交付困难，在这种情况下，DevOps平台或者说理念就逐步的会普及开来，以支撑业务的敏捷、企业大规模敏捷。

2、对DevOps的认知

提到 DevOps，可能每个人心里都有很多的图。有各种基于技术、流程、文化维度的，还有类似元素周期表的。

我想说的是，在做 DevOps 的时候，到底应该解决什么问题？其实这是我们必须要面对和回答的，只有回答了业务上带来的价值，才能让 DevOps更好的落地。

在传统企业里面，我们投入钱做IT建设的时候，它要的是投资回报率，也就是说我投了1块钱在IT上，究竟给企业能带来多大的业务价值。

结合我们实施的一个客户案例我们分详细 DevOps 实际带来的业务价值是什么？

确定了一个很明确的业务目标： DevOps 平台建设完成后，要求IT效率提升 50%，具体拆解下来包括几个维度：

测试环境和生产环境完全做到自动化部署；
业务流量有峰值或者浪涌的情况下，要能支持20倍的应用伸缩；
产品研发过程、项目管理过程完全能够做到数字化，对整个IT团队做数字化的考量；

基于具体业务目标而非技术目标，可以非常容易地在企业内部推广DevOps的建设。

企业 DevOps 思维 VS 互联网思维

互联网里面强调的一个字就是快（快到没有任何底线），要求你的业务快速上线，周上线、天上线，甚至一天多次上线；而对于企业来讲不能完全照搬互联网思维的快；在企业里面他们考虑的第一个是风险、质量。

传统企业和互联网还有一点不一样的地方，在金融或者保险的行业它是有监管要求的，不是说要把所有东西都做自动化，那是不可能的。在企业里面更多的要把应用的快速交付和质量保证找到一个平衡点。

DevOps 的本质是什么？

我们认为 DevOps 就是给IT的生产、研发、运维做了一条交付线。本质上是提升整个IT的工程效率，解决软件生产的工程化问题。

DevOps 把生产、研发、运维和云平台（各种资源，IaaS、CaaS、物理机等）这样一个大的流程无缝打通。DevOps 建设的重点也是围绕这样一个大的流程做一个全链路的打通，固化企业各种流程和最佳实践。

上午分享的专家也讲到，未来的运维要从传统的运维走向面向应用的运维。其实 DevOps 也是一样的，DevOps 一定要站在一个应用的视角去做管理和把控。站在一个应用的视角，我们要做什么？

这个地方我给大家介绍普元 DevOps 平台对产品全生命周期的拆解：

主要包括产品（策划、研发、运营、推出）、项目（立项、执行、完工），而敏捷、持续集成、持续部署、持续交付都是 DevOps 的一个局部的阶段。

DevOps 在支持全生命周期的过程，要以产品的视角来看待，真正进行交付的时候，也要以产品为维度进行组织的设立（互联网公司通常如此）。但在企业里面，产品思维还没那么强，仍然按照项目的方式来实施。

因此在企业实施 DevOps 建设中，要从产品、项目两个维度来进行考量与拆解，关注每个阶段管理的工件关键流程、关键度两点。普元自身在进行 DevOps 建设过程中采用了 OPDM 的方法论进行每个环节的拆分，进而梳理出 DevOps 在每个关键环节的支撑能力。

DevOps核心观点一：DevOps平台需覆盖产品、项目的全周期

接下来我会给大家以一个 OPDM 的模型对每个环节做拆分：

第一个O是管理对象，也就是在 DevOps 每一个生命周期环节里面，首先要看我们的管理对象是谁；
第二个P是要知道在这个环境里面，谁要在 DevOps 上使用，服务的角色是谁；
第三个是D，有了这样的管理者和参与对象之后，要知道我这个平台关键的升级点是哪些，我要支撑哪些流程，有哪些最好的实践能够在这个平台上落地；
最后一个是M，也就是度量，这是衡量在 DevOps 平台上落地能力最好的度量工具。

首先从产品策划这个角度来看，主要是产品经理使用；管理的工件是产品愿景、MRD（市场需求）、BRD（业务需求），以及产品间的关联关系。DevOps平台设计过程中需要关注不同产品级别的流程设计，以及提供整个企业维度的业务域的划分与管理，包括业务模块和产品线。

这里面有一个最关键的点，你要针对企业未来生产的不同的产品，定义你的产品的运维过程、开发过程，以及它的支撑等级（每个级别的交付模式、运维模式都不同）。

立项周期、市场需求到业务需求的转换率是组织最重要的度量点。

从产品研发的视角来看，研发阶段主要是给产品经理使用；管理的工件是产品版本、 PRD、里程碑、路线图等。

DevOps平台设计过程中需要提供多版本的管理，以及类似版本号的最佳实践能力；

PRD积压、PRD变更、路线图偏离度是重点评估的度量指标；

在这个阶段我们最关心的是未来的 PRD 的积压，因为 PRD 的积压就说明了你的IT团队生产能力是什么样的。一旦我的产品需求大量进入backlog，团队知道部门的生产力跟不上，如果团队要多接的话，就要牺牲产品的质量。

在产品管理中，小小的版本号其实内部藏着很大的学问，基于版本号可以快速了解产品的版本，发布情况。甚至根据产品发布后的版本号可以快速回溯到关联代码、关联设计、关联任务、关联需求。如果能做到这些维度的关联，大家对IT交付过程的管理就会达到一个较高的水平。

另外基于版本号，非常容易实现产品的版本看板管理，随时了解产品不同版本的进展情况。

这是在普元 DevOps 平台上，我们的产品管理看板。在看板里，你可以明确知道我的IT产品里面有多少是正在研发的，有多少是在上线的，包括在不同环境里的产品状态。基于这个视角，我们认为 DevOps 要提供整个生产过程中最佳实践的孵化和落地的工作。

DevOps核心观点二：DevOps平台更重要的是提供最佳实践

接下来是运营阶段，主要服务客服、运营团队、产品经理等角色；管理工件主要包括事件、问题、配置、服务的SLA；

DevOps 平台设计过程中需要产品发布的演练、紧急发布、故障处理以及知识库等积累；

客户满意度、MTTR、线上问题数是重点评估的度量指标；

在整个项目启动和立项的时候，我们一旦把产品定义完以后，接下来就基于某个产品要做项目的开发。在项目的立项和启动阶段，最主要的是组建项目团队包括权限，提供环境的快速开通。

DevOps 平台要提供整个团队管理的能力，提供不同的角色在平台上进行协作，分配不同的权限。

DevOps平台需要提供关键的流程支撑，包括对过程的选择（Scrum、传统瀑布模式等），定义对应的交付流水线（每个不同的企业和项目对应的交付流水线都不同）。

项目交付流水线的示例：

个项目的交付流程一旦固定之后，整个团队按照 DevOps 平台上对项目的交付流程进行协作，在流水线环节上定义具体的业务动作（集成、UAT、预发等），并可以设定自动执行还是人工接入；可以把每次交付的过程完全数字化、图形化的方式展现出来。

交付流水线确定后，相当于我们以前推动这种项目制度规范的事情，可以通过在平台上按照流程的方式执行，把企业的最佳实践能够固化到DevOps平台上。

DevOps核心观点三:DevOps平台，让不同角色更好的在流水线上协作

再看项目需求阶段，对产品经理、项目经理和架构师来说，平台要提供基于敏捷的需求管理，包括 EPIC、Feature、 Story、Task；

DevOps 平台关键设计需要提供基于工作项的管理，包括需求、任务、缺陷的管理；

需求变更率、任务燃尽图、积压线是重点评估的度量指标；

通过 DevOps 平台需要做全流程的打通，打通了以后能够给我们带来的好处是什么？可以从一个缺陷反向追溯隶属的产品版本，对应的Task，对应的需求，这样其实是做到很好的全链路的回溯。

项目架构阶段主要提供给架构师、测试经理使用；管理的工件是系统关联、接口定义、部署容器、组件。

DevOps平台设计过程中需要提供部署拓扑图的设计，以及应用架构的设计（系统关联关系、接口定义等）；

设计变更率、设计偏差是重点评估的度量指标；

在架构里面，最主要的是要把我们的产品关联组建拆分、以及要确定它的部署架构，包括有多少组件；有了这些设计后，DevOps 平台后续可以根据部署容器进行资源绑定，实现自动化部署；根据关联关系确定依赖，进行部署器的依赖管理工作。

在部署设计中，提供了基于部署容器的概念，不同的部署容器可以编排依赖；在每个部署容器内部可以进行组件的编排。

容器其实是一个最小的部署设计单元，在部署容器内部可以定义组件，包括依赖的应用服务器、JDK、甚至包括操作系统等。

这样前期就可以定义系统的部署架构，而不是全部开发完成才定义部署的设计和安排；可以有效指导和约束后续的开发工作，使得质量提前进行管控。

DevOps核心观点四:DevOps平台，管理前移，有效指导和约束后续工作

构建阶段主要管理的是代码库、代码的 Review、构建定义和构建执行。

DevOps 平台设计过程中需要提供最优的代码库使用方式，完成整个关键的构建定义、构建策略等工作；

代码行、代码提交频率、构建次数/频率、构建时长、构建成功率是重点评估的度量指标；

对于代码开发模式，提供 TBD、GitHub、Git 多种不同的开发模式，让团队根据自己的实际情况选择不同的协作模式。

比如 TBD，其实是基于主干的开发，需要在主干上随时可以打出最新的版本；当有新的版本需要发布的时候，需要进行创建分支；在对发布的版本进行维护的时候，需要将代码提交到对应的分支、同时需要提交到主干。

DevOps 平台就是要把这些最佳实践固化进来，让项目团队成员去使用。

再举个例子。我们都知道要做持续集成，做完持续集成之后，是不是能够把最佳实践展现出来。在代码提交即触发构建的情况下，如果编译时间特别长，你怎么解决？如果你每次代码提交完以后，三分钟可能开发人员还能忍受，5分钟、10分钟甚至更长的时候，就是实践的浪费。

我们通过在 DevOps 平台上让开发人员设置超时时间，一旦超过这个时间，则认为构建失败。DevOps平台会自动向架构师反馈并提交一个缺陷，要么是架构拆分的问题、要么是构建存在过多的依赖，来实现架构的优化。

DevOps核心观点五：对于已有系统， DevOps平台不仅仅是通过新的工具链实现快速交付，更是一种驱动优化的变革

测试阶段主要管理的是代码质量、测试用例、测试计划、测试报告。

DevOps 平台设计过程中需要支持多环境的自动部署、多策略的部署，提供测试团队进行快速的集成测试；

单元测试覆盖率、自动化测试比例、阶段 Bug 比例、Bug 打回率、部署成功率是重点评估的度量指标；

在测试阶段，需要尽可能的对测试用例进行自动化测试，能够大幅提升测试回归的效率，产品负责人可以快速的评估产品版本的质量。

预发/演练、上线阶段主要管理的是部署环境、组件实例管理、部署计划、交付物管理。

DevOps 平台设计过程中需要支持多策略的发布，包括全新发布、蓝绿、灰度、金丝雀；应用可靠部署模式（集群、多主、主备等）；

单元测试覆盖率、自动化测试比例、阶段Bug比例、Bug打回率、部署成功率是重点评估的度量指标；

大家在讲 DevOps 一定要做自动化，但是我们认为在做 DevOps 的时候，肯定不是全部的完全自动化没有人工参与的。给大家举个例子，我们做滚动升级的时候怎么实现的？

再基于步长的应用伸缩过程中，第一个步长绳索后，需要测试新增节点的可用性，在OK的情况下才继续做后续的伸缩并可以设定新的步长。

DevOps核心观点六:DevOps平台，并不是自动化一切，而是在可控中有选择的自动化

总结一下，我们对 DevOps的认知：

DevOps是一条IT生产线，核心价值在于提升工程效率；
覆盖产品、项目领域
体现出最佳实践
加强协作
优化架构
可控范围的自动化

3、企业实施 DevOps 的建设难点

接下来为大家从业务、方法论、技术三个维度分析实施DevOps的建设难点。

业务：

1、对于企业已有的工具，我们需要考虑怎么集成，集成哪些；绝不是大而全的集成。如果专业系统足够自动化、自助化，建议逐步纳入到 DevOps 平台，比如针对于底层的 IaaS 平台或者容器云平台，我们就只是进行接口调用，而并非功能的接管（专业的使用方式，还需要登录 IaaS 平台进行操作）；而对于 jenkins 这种敏感资源，更倾向于把整个 jenkins 封装起来，不对外进行暴露。

2、关于 DevOps 的概念模型，平台的概念模型如图所示，划分为5大领域：产品域、组织机构与权限域，项目域、部署域、持续集成域，在实际DevOps平台落地过程中，可以从某个局部的域开始做交付。