DevOps發展現狀及趨勢研究

喬瑋　趙文瑞

摘要：近年來，DevOps作為新興軟件開發管理范型，得到了廣泛關注。它通過整合開發和運維，實現了軟件產品和服務的持續交付，從而讓企業提高效能，降低成本。本文先簡述了DevOps概念及優勢，其次從采用率、使用成效及工具幾個方面研究了DevOps的發展現狀，最后分析了DevOps未來發展趨勢。

關鍵詞：DevOps；開發與運維；持續交付；IT工作流

中圖分類號：TP393.09 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0074-03

1 引言

隨著互聯網信息技術的快速發展，軟件和服務的生命周期迭代間隔不斷縮短，用戶都期望能夠在第一時間獲得最新產品及服務，也希望缺陷能夠在最短時間內修復，快速交付能力成為企業的核心競爭力。DevOps提出將開發與運維結合，其持續部署、持續交付技術能夠有效提高產品和服務交付能力，幫助企業提升效能，因而得到了廣泛關注。隨著這幾年不斷的探索與實踐，DevOps已從最初的流行詞轉化為行業的焦點技術，DevOps正在給傳統軟件開發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、方法與系統的統稱，用于促進開發（應用程序/軟件工程）、技術運營和質量保障（QA）部門之間的溝通、協作與整合，如圖1。

DevOps概念最早在2009年的歐洲被提出，它的出現是由于軟件行業逐漸清晰的認識到，當前主流的敏捷開發帶來的是持續測試的能力，這種開發模式并未消除開發與運維之間的隔閡，將開發團隊與運維團隊獨立開的傳統方式，已成為提高交付速度的障礙。為了填補開發和運維之間的信息鴻溝，改善團隊之間的協作關系，DevOps應運而生，旨在促進開發和運維緊密合作，實現按時交付軟件產品和服務的目標。

2.2 DevOps優勢

在軟件開發過程中，存在技術的價值流，它體現在從需求提出到開發、測試、部署、發布、運營整個流動過程。技術價值流關注從提出商業需求，到把設想利用技術轉化為服務，最終交付價值給客戶。在技術價值流中，縮短每個環節的時間，確保流程高效和高質量流動，有助于提高價值與效能。

而DevOps就是從軟件交付的全局出發，構建的一個完整的IT工作流（如圖2），以IT自動化及持續集成（CI，Continuous Integration）、持續交付、持續部署為基礎，優化開發、測試、系統運維等所有環節。DevOps的核心原則是快速流動、快速反饋與持續學習，其主要優勢表現在以下幾方面：

（1）支持高效交付，縮短軟件開發周期。傳統的軟件開發模式中，開發、測試、運營各部門分離，溝通較少，往往上游環節很大程度制約了下游環節的開展，造成開發流程推進緩慢，開發周期長問題。而DevOps開發管理模式中，開發、運維及質量部門緊密結合，通過利用完整的工具鏈實現最大程度自動化部署、測試，從而有效的縮短了開發周期，達到高效交付的目標。

（2）快速獲取反饋，提升軟件質量及穩定性。在軟件開發過程中，出現問題是不可避免的，如何快速發現并解決問題是關鍵。傳統的軟件開發模式中，開發人員將產品開發完成后，交由測試部門人員進行部署測試，往往在工作周期的后期才發現問題，這種反饋是非常慢的。而DevOps使用持續集成、測試與持續交付的方式，代碼提交幾分鐘后就可以得到反饋，如有問題，可快速發現并解決。這大大降低了投產過程中產生問題的可能性。另外，由于在之前環節各部門已緊密溝通，因此即使投產中出現問題，也可以一起快速定位并處理問題，從而提升軟件的質量與穩定性。

（3）改善公司文化，促進持續學習與溝通。隨著DevOps在各大組織的逐步實踐，人們越發意識到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作溝通，這不僅僅指開發運維部門的協作，也是和最終產品相關的所有人的協作，以及領導層的支持。也就是說，DevOps的成功需要整個組織的合作參與。這對傳統的公司文化是個巨大的變革，使用DevOps的公司已經采取了各種措施促進這種文化的建立，如建立共享平臺，各部門員工可共享高質量和一致性的信息，促進知識復用與學習；開展全組織例會，加強員工之間的溝通，加快遇到問題時處理速度，提高工作效率等。協作的公司文化也有助于增加員工成就感和對工作的滿足感，從而更好的投入工作。

3 DevOps的發展現狀

3.1 DevOps采用率

在過去的幾年里，DevOps采用率逐步增長。在國外，很多全球知名的公司如Google、Facebook、Amazon、LinkedIn、Netflix等都在采用DevOps或提供相關支持產品。在近3年由Puppet與DevOps研究與評估協會組織的DevOps調查中發現，使用DevOps的部門比例已從2014年的16%增長到2017年的27%，如圖3。世界500強企業的DevOps員工比前三年更是增長了兩倍之多。很多公司聘用專門的DevOps工程師協助團隊使用超前的自動化工具做快速的交付。而在DevOps使用行業分布方面，也呈現出擴展趨勢。幾年前使用DevOps主要為科技行業，而現在DevOps已深入到包括金融、零售、電信和教育等眾多行業。調查中還發現，未使用DevOps的人也有32%表示將計劃部署僅有20%的人表示無意采用DevOps。可見，DevOps的采用率可能將繼續增長。

目前，DevOps在國內還不算流行，雖然部分知名企業，如騰訊、華為、阿里巴巴等已經采用DevOps，但大部分傳統行業還沒有DevOps實踐。在DevOps中國社區發布的《DevOps中國.2017年度調查報告》中顯示，國內DevOps參與者主要集中在科技和互聯網行業，其他行業對DevOps了解略顯不足。另外，設立DevOps部門的比例為13%，與全球水平有一定差距。通過對比來看，目前DevOps在中國的發展還處于起步階段，不過，有很多DevOps中國社區成員及其他DevOps從業者也正在通過努力促進DevOps在中國的認知和推廣。

3.2 DevOps使用成效

DevOps旨在通過加強自動化，加快軟件發布和部署速度，降低系統出錯頻率，更快地消除宕機和錯誤的影響，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穩定性來衡量IT效能。

2017年《DevOps現狀調查報告》中顯示，使用DevOps的組織現已經可以按需每日進行多次部署，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。變更周期時間指標上，使用DevOps的組織部署變更到生產環境的前置時間已少于1小時，而未使用DevOps的組織使用時間為一周到一個月。而在穩定性方面，使用DevOps時，故障恢復時間（MTTR）可以達到1小時之內，變更失敗的概率平均值是7.5%；而未使用DevOps時，故障恢復時間為1天到1周，變更失敗的概率為38.5%。

可見，使用DevOps較大推動了工作流流動及反饋，提高了企業組織效率。眾所周知，在IT行業競爭日益激烈的今天，延遲發布更新產品或停機所帶來的損失是巨大的，有時會產生不可估量的影響。提高企業效能也意味著降低成本為企業帶來收益。

3.3 DevOps工具

近幾年DevOps的發展實踐也得益于配套工具的技術發展，目前DevOps的構建、部署、運維等各階段都有多種不同的工具供支持。其中常用的構建工具有Ant、Maven、Rake、Gradle等，持續集成工具有Jenkins、TeamCity、Bamboo等，配置管理工具有Puppet、Chef、Ansible等，日志工具有Loggly、Graylog等，監控工具 有Nagios、New Relic、Cacti等，如圖4。每個公司可以根據自己的項目情況搭建適用于自己的DevOps工具鏈。

據調查顯示，Jenkins、Chef和Puppet依然是DevOps團隊使用率最高的工具。隨著容器技術的發展，Docker成為使用量增長最快的工具。而也有部分企業，在已有工具的基礎上，開發使用適用于自己的自動化工具。

4 DevOps的發展趨勢

（1）DevOps將出現在更多的行業領域。在當今瞬息萬變、信息量巨大的時代，業務的靈活可靠高效是各企業追求的目標。DevOps實踐顯示，DevOps給企業的財務指標還有非財務指標都帶來了價值。隨著DevOps相關概念和技術不斷的深入發展，更多行業領域將能找到自己關注的特性。因此DevOps滲入到更多行業是必然趨勢，各行業都可以通過DevOps獲取技術改進對組織效能的積極影響。

（2）自動化流程標準化。DevOps最直觀的一個價值就是自動化，自動化構建、自動化測試、自動化部署等等。自動化的價值是清晰的，但目前自動化還處于各種工具、平臺、語言相對獨立的階段。每個公司每個項目都在各自搭建自動化流程，這需要花費相當一部分時間與精力去配置、測試和管理。比如JAVA項目團隊通過調研測試制定了一套可以很好實現自動化流程的機制，但其他項目很可能不能直接復用，還需重新構建自己的流程和規范，這就使自動化的價值沒有發揮到最高。隨著對DevOps不斷的摸索反饋，未來一定會制定一套統一的自動化流程標準，讓各項目更容易的去應用DevOps，從而釋放更多時間精力去做更能產生價值的工作。

（3）將安全融入到DevOps工作流。在傳統的開發模式中，開發人員通常在構建軟件時認為功能需求優先于安全。雖然安全編碼起著重要作用，但對于需趕在最后期限前構建應用的團隊來講，它往往被降到功能需求之后。但隨著自動化安全在DevOps實踐中提出，這種思維也逐漸發生改變。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試技術，在持續整合平臺中增加自動化安全分析等方式，來增強應用程序安全性，同時不拖累發布和部署周期。DevSecOps鼓勵開發人員思考如何將應用程序的安全融入日常代碼中，主動保證安全并打敗攻擊，這將對交付安全產生積極影響。

（4）架構松耦合化。在DevOps的實踐過程中，人們越來越感受到系統架構與持續交付和IT性能的緊密關聯。經調查發現，松耦合的架構和團隊能夠提高實施持續交付的能力。松耦合架構，更易于在不依賴關聯組件或服務的變更下修改獨立的組件或服務。就組織而言，團隊 也可以不依賴其他團隊完成工作。但是如何更好的解耦也一直是實踐的難點之一。隨著近年新型應用設施方式的出現（如微服務架構），更多新的架構技術將與DevOps實踐結合，實現架構松耦合化，更好的促進持續交付與性能。

5 結語

DevOps作為一種新興開發管理范型，實現了開發與運維的協同，它以一系列自動化為基礎完成軟件的持續交付與持續部署，從而提高產品和服務的交付效率與質量。近些年，憑借其優勢，越來越多DevOps實踐者從中受益。可以預見，隨著DevOps的深入實踐和技術的不斷完善， DevOps將得到更廣泛的應用，給軟件開發及組織模式帶來更大的變革與影響。同時也期待DevOps技術帶來的更多機遇與挑戰。

參考文獻

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