基于DevOps的軟件開發(fā)管理模式

高麗娟

摘要：DevOps是繼敏捷研發(fā)后的又一個先進的研發(fā)理念，通過整合開發(fā)和運維，有效解決了敏捷研發(fā)中軟件開發(fā)與運維之間的鴻溝，提升了軟件開發(fā)效率和交付質(zhì)量。文章首先分析了DevOps概念、優(yōu)勢和應(yīng)用現(xiàn)狀，接著研究了基于DevOps的軟件開發(fā)流程，最后以某公司安全軟件開發(fā)為例，對基于DevOps的軟件開發(fā)管理模式進行深入探討，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：DevOps;軟件開發(fā);管理模式

中圖分類號： TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）04-0258-03

隨著信息化網(wǎng)絡(luò)時代的到來，海量的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)在人們的視野中，這給企業(yè)業(yè)務(wù)工作創(chuàng)新提出了更高的要求。企業(yè)要想在這樣的背景下獲得穩(wěn)定發(fā)展，必須借助高質(zhì)量的軟件開發(fā)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)方面的創(chuàng)新應(yīng)用。對于現(xiàn)代化企業(yè)，特別是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而言，需要將有價值的信息快速準確地傳遞給用戶，以便于用戶做出及時的反饋，進而對產(chǎn)品進行修改和優(yōu)化。而對于這一過程的實現(xiàn)，必須要求開發(fā)團隊與測試、運維團隊相互配合，改變以往相互割裂的情況，這正是DevOps理念的核心所在，可見運用DevOps理念進行企業(yè)軟件開發(fā)管理已經(jīng)成為當前的一大趨勢，這對于提升軟件交付質(zhì)量有著積極作用。

1 DevOps相關(guān)概述研究

1.1 DevOps的概念

DevOps是集自動化、持續(xù)監(jiān)控以及共享等元素于一身，將軟件開發(fā)、運維以及測試緊密聯(lián)系到一起，是三個部門進行溝通協(xié)作的重要方法和依據(jù)。DevOps最早出現(xiàn)在歐洲，主要以解決傳統(tǒng)IT在運維方面的問題而出現(xiàn)的，相關(guān)專家總結(jié)出一個能力環(huán)結(jié)構(gòu)，以此更好的解釋DevOps內(nèi)涵，詳細如圖1所示。

DevOps的出現(xiàn)，讓軟件開發(fā)團隊可以用同樣的方式對開發(fā)、生產(chǎn)以及測試等環(huán)境進行有效操控，同時可以在任意情況下將數(shù)據(jù)包部署到相應(yīng)環(huán)境中。DevOps從軟件交付的整體出發(fā)，加強各個角色之間的協(xié)調(diào)合作，而且由于其具有自動化的功能特點，可以有效降低人工勞動力和人機交互，提升開發(fā)設(shè)計效率，所以在實際開展工作中需要盡可能選擇一些支持腳步化、無須人機交互界面的工具，而這些工具在使用中會涉及環(huán)境當中的相關(guān)函數(shù)，函數(shù)具有復雜性、抽象性等特征，因此可以構(gòu)建一個具有形象化特征的框架結(jié)構(gòu)，達到簡化處理目的。除此之外，在實際運用DevOps時，可以將全局系統(tǒng)的視角運用到高層次的模型中，使其在應(yīng)用、操作系統(tǒng)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及數(shù)據(jù)庫等層面發(fā)生變化，更好地發(fā)揮應(yīng)用效果。

1.2 DevOps的優(yōu)勢

以往的軟件開發(fā)模型是溫斯頓·羅伊斯在1970年提出的瀑布開發(fā)模型，其后續(xù)一直被應(yīng)用到軟件開發(fā)管理中。該模型的主要核心在于將功能的實現(xiàn)與設(shè)計相分離，并且將軟件開發(fā)管理周期劃分為以下六個環(huán)節(jié)，即計劃制定、需求分析、軟件設(shè)計、程序編寫、測試以及運行維護等，同時該模型還規(guī)定了各個環(huán)節(jié)之間的依次性，即遵循自上而下、相互銜接的基本原則，就好比瀑布流水的原理，因此被稱為瀑布模型。該模型優(yōu)勢在于提供了軟件開發(fā)設(shè)計按階段劃分的檢查點，但是也不可避免地存在一些不足，即只有在軟件開發(fā)項目周期到達后期時，才能看到開發(fā)設(shè)計的結(jié)果，所以當出現(xiàn)需求變化時，很難得到有效的滿足。后續(xù)在瀑布模型基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化，產(chǎn)生了一種新的理念，即敏捷開發(fā)理論，其有效彌補了瀑布模型的各類缺陷，有效提升了軟件開發(fā)效率和響應(yīng)能力。在應(yīng)用該理論進行軟件開發(fā)設(shè)計時，主要將其劃分為多個子項目，并且可以確保每一個子項目成果都經(jīng)過測試，具備了可視化、可運行的特征優(yōu)勢，但是該理論卻沒有解決軟件開發(fā)與運維之間的問題，所以難以提升軟件開發(fā)效果。而DevOps則是在敏捷模型基礎(chǔ)上再次優(yōu)化產(chǎn)生的理論，其在敏捷理論的基礎(chǔ)上，將運維理念應(yīng)用其中，實現(xiàn)了軟件開發(fā)、測試與運維的統(tǒng)一集成，使得軟件開發(fā)管理模式更加的規(guī)范，圖2是各類軟件開發(fā)模型進化的過程。

對于傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)據(jù)中心來說，數(shù)據(jù)安全性和穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，所以IT管理人員對于數(shù)據(jù)中心的管理必須側(cè)重于兩個方面，即通過對數(shù)據(jù)中心各環(huán)節(jié)的維護確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、通過定位分析，及時發(fā)現(xiàn)問題并給予處理，確保數(shù)據(jù)的安全性。但是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的軟件開發(fā)管理模式中的開發(fā)模型，都沒有很好地滿足數(shù)據(jù)安全性和穩(wěn)定性的要求。而DevOps由于集開發(fā)、測試和運維于一體，可以實現(xiàn)各個團隊和部門之間的協(xié)調(diào)配合，所以軟件開發(fā)效率大大提升，相應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性也有了保障。

1.3 DevOps的應(yīng)用現(xiàn)狀

就目前而言，很多國外的大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，包括蘋果、星巴克以及沃爾瑪?shù)龋麄冊谲浖_發(fā)管理當中都是采用DevOps實現(xiàn)業(yè)務(wù)方面的創(chuàng)新應(yīng)用。DevOps雖然在國外應(yīng)用比較廣泛，但是從目前來說，該理論在國內(nèi)還沒有得到廣泛的推廣和使用，僅僅對于一些大型企業(yè)成功應(yīng)用了DevOps，而在一些中小企業(yè)中卻沒有得到較為廣泛地應(yīng)用，原因是他們沒有認識到軟件開發(fā)、測試與運維協(xié)作所產(chǎn)生的效果。

2 基于DevOps的軟件開發(fā)管理流程

面向于DevOps理念的軟件開發(fā)管理模式，其主要的流程如下：第一，持續(xù)的管理與計劃。由研發(fā)人員、測試人員以及運維人員共同制定軟件的交付計劃方案，其中的每一個角色需要結(jié)合自身的工作內(nèi)容對方案計劃的制定作出建議。此外，項目管理人員作用主要是對項目方案流程實施跟蹤監(jiān)督，包括軟件開發(fā)管理全生命周期的各個節(jié)點，整體項目計劃方案需要在管理平臺中對所有人可見，并實時更新;第二，持續(xù)集成與測試。軟件開發(fā)工作者在對軟件功能進行研發(fā)時，需要編寫相應(yīng)功能的測試代碼，然后由運維人員進行代碼的翻譯，并實施單元測試模塊的運行管理，同時對于測試結(jié)果做出準確判斷，分析是否需要進行修改;第三，持續(xù)交付與部署。對于軟件代碼開發(fā)實施和每日集成情況，借助集成工具（jenkins）將構(gòu)建產(chǎn)物部署至仿真狀態(tài)，交由測試工作人員進行驗證處理;第四，持續(xù)的分析與計劃。對于軟件開發(fā)管理項目狀態(tài)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，并給予整改和優(yōu)化，全面提升軟件開發(fā)設(shè)計質(zhì)量和效率。

3基于DevOps的軟件開發(fā)管理模式研究

3.1標準化和自動化流程的構(gòu)建

本次研究中基于DevOps的軟件開發(fā)設(shè)計，主要核心在于提升軟件設(shè)計質(zhì)量和效率，以此為目的建立標準化和自動化的研發(fā)流程，具體涉及以下幾點，即自動化測試執(zhí)行、自動化測試回歸以及自動化發(fā)布和部署等，通過構(gòu)建自動化、標準化的開發(fā)流程，不僅提升了開發(fā)設(shè)計效率和質(zhì)量，而且大幅度降低了人工勞動力。

3.2 統(tǒng)一工具鏈建設(shè)

在完成研發(fā)流程構(gòu)建后，需要統(tǒng)一工具鏈建設(shè)，即重新定義項目所關(guān)聯(lián)的唯一標識，將配置管理作為流程驅(qū)動的關(guān)鍵和前提，以數(shù)據(jù)中心作為載體，實現(xiàn)軟件開發(fā)的規(guī)范化和標準化。

3.3規(guī)范自動化功能

構(gòu)建全生命周期持續(xù)化平臺，包括編譯構(gòu)建、靜態(tài)分析、測試追蹤以及數(shù)據(jù)分析等分布式自動化節(jié)點，目的在于確保軟件開發(fā)的自動化執(zhí)行、發(fā)布以及部署等。從目前來看，項目開發(fā)中已經(jīng)實現(xiàn)了單點環(huán)境的資源部署，并且已經(jīng)初步形成了與研發(fā)流程相匹配的自動化鏈路，詳細如圖3所示。

3.4可視化反饋機制

在軟件開發(fā)管理中提升交付質(zhì)量十分重要，但同時也需要盡可能地縮短軟件迭代周期。為了達到這一目的，提升可視化反饋機制就顯得十分必要，具體是結(jié)合軟件的工作場景開展相應(yīng)工作。通常情況下，可視化反饋機制實現(xiàn)的基礎(chǔ)是工具間數(shù)據(jù)是否打通，關(guān)鍵技術(shù)在于突破各個通信交互間的接口，反饋的形式主要包括以下兩種，即郵箱反饋、通信和監(jiān)控看板反饋。

3.5方案的實施

本次研究中主要通過并行開展實施方案的計劃，詳細方案包括以下幾種：第一，Hubot方案。在異步處理和TCP通信的基礎(chǔ)上，使用目前應(yīng)用比較廣泛的nodejs框架，通過調(diào)用即時通信系統(tǒng)的接口單點接入，最終達到用戶差異性反饋目的。此外，該方案還通過利用單點接入技術(shù)與研發(fā)流程二者的有效融合，向軟件開發(fā)工作人員定期實時推送定制化消息，從而實現(xiàn)人機交互的管理模式;第二，TBox方案。該方案中主要利用OSGI模塊化設(shè)計理念，并且融入C/S部署架構(gòu)，在軟件開發(fā)管理工具的自主研發(fā)環(huán)節(jié)建立一個規(guī)范下載管理和監(jiān)控平臺，同時構(gòu)造線程池管理消息隊列，收集在線情況并且存儲為組織級的度量數(shù)據(jù)，詳細原理如圖4。

第三，報表展示方案。利用數(shù)據(jù)庫讀取的報表工具，在大量的數(shù)據(jù)信息中提取、處理得到軟件開發(fā)管理所評估的數(shù)據(jù)信息，并且以實時看板的反饋方式為用戶提供快捷的服務(wù)，同時也全面提升項目的運行效率，詳細如圖5。

基于DevOps的軟件開發(fā)管理還實現(xiàn)了多個自主研發(fā)的軟件工具和商用軟件工具，這給用戶提供了統(tǒng)一規(guī)范的工具/設(shè)備下載使用和監(jiān)控平臺。

本次研究中在方案制定和流程研發(fā)中克服了多個關(guān)鍵問題及難點，對項目管理、軟件工程等經(jīng)典方法論進行了有效整合，技術(shù)創(chuàng)新總結(jié)如下：第一，基于DevOps的安全軟件開發(fā)設(shè)計不僅實現(xiàn)了規(guī)范的軟件生命周期數(shù)據(jù)管理，而且打通了九類工具間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，這使得傳統(tǒng)開發(fā)管理中數(shù)據(jù)孤島問題得以解決;第二，本次開發(fā)管理模式通過分布式的部署環(huán)境支持多樣化自動化服務(wù)，一方面為開發(fā)流程自動化、標準化的構(gòu)建提供了幫助，另一方面也降低了人工操作壓力。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于DevOps的安全軟件開發(fā)管理模式，在滿足原有需求、配置等優(yōu)勢基礎(chǔ)上，實施了優(yōu)化改良，即根據(jù)自身的研發(fā)組織和技術(shù)特點進行大量的集成、定制和自動化開發(fā)，不僅解決了傳統(tǒng)敏捷交付當中的缺陷和不足，有效實現(xiàn)了開發(fā)、測試與運維于一體的穩(wěn)定安全的開發(fā)管理模式，并且以自動化的全生命周期配置維護管理，有效滿足了網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境的復雜性需求。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】