破除軟件開發(fā)困局，基于容器平臺的DevOps轉型實踐（軟件容器技術）
本文分享自華為云社區(qū)《DevOps賦能行業(yè)云原生數(shù)字化轉型-云社區(qū)-華為云》，作者：云容器大未來。
企業(yè)軟件開發(fā)困局
隨著信息化的進程不斷加速，帶來的各種業(yè)務應用、平臺應用等軟件資產(chǎn)的復雜度也快速上升。隨之而來的信息化基礎設施能力與軟件工程全生命周期的管理也會變得越來越復雜，數(shù)字化轉型、云原生、持續(xù)交付的口號隨之升起。
千行百業(yè)都在響應數(shù)字化轉型的號召以提升業(yè)務效率、企業(yè)競爭力或是市場競爭力。但是企業(yè)在轉型的過程中卻舉步維艱。往往原因有以下幾點：
- 流程固化，牽一發(fā)而動全身：原有的流程已經(jīng)制定多年，相關人員也已經(jīng)習慣這套流程。突然的規(guī)則轉變以及帶來的相關風險無人愿意主動承擔。
- 部門墻明顯，無法快速協(xié)同：在金融等行業(yè)中，每個部門的成員往往都是統(tǒng)一職責的。如業(yè)務部門，只負責市場運營、項目需求管理等；研發(fā)部門，只負責開發(fā)以及測試；運維部門，只負責平臺的運維、基礎設施的維護等。一個業(yè)務軟件的版本迭代，需要從多個部門層層流轉，但部門與部門之間的溝通又不徹底，出現(xiàn)問題也容易互相牽扯，最終導致軟件需求交付效率的大大下降。
- 嚴謹?shù)木W(wǎng)絡環(huán)境管理卻又松散的制品管理：網(wǎng)絡部門嚴格管理著各個環(huán)境之間的網(wǎng)絡訪問邏輯，一般情況下，開發(fā)人員只能訪問開發(fā)環(huán)境；而且開發(fā)、測試、準生產(chǎn)以及生產(chǎn)環(huán)境之間網(wǎng)絡都是不互通的。在沒有強有力的政策干預下，可能會出現(xiàn)各個環(huán)境都獨立一套代碼、制品倉庫，更糟糕的是，可能不同的軟件產(chǎn)品線都獨立管理各自的代碼、制品倉庫。因此在階段流轉時，需要通過傳統(tǒng)的拷貝方式去做流轉傳遞，帶來了額外的管理成本，也更容易引入人為風險。
- 過多的編外人員帶來的各種散亂工具鏈：在軟件研發(fā)部門可能存在多方外包人員，而每一方外包人員都有各自熟悉的軟件開發(fā)工具，代碼倉庫有些使用Gitlab，有些使用Gitea；制品倉庫有些使用nexus，有些使用jforg；甚至構建工具都不能統(tǒng)一，有用Jenkins的，也有本地構建的。這也帶來了管理上的巨大麻煩。
顯而易見的困局，企業(yè)在數(shù)字化轉型過程中面臨流程固化、部門墻明顯、制品管理松散和工具鏈混亂等問題，導致軟件需求交付效率下降。需要打破原有流程和部門墻，建立統(tǒng)一的管理體系，加強制品管理和工具鏈整合，以提高軟件需求交付效率。
破局之法：DevOps
面對以上重重現(xiàn)狀和困難，我們迎來了曙光——DevOps。
DevOps最初誕生于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。DevOps作為一種文化、哲學和實踐的集合，自從誕生以來，就一直在不斷地進化和擴展。它的定義以及理念大家都耳熟能詳：打破部門墻、緊密合作、自動化、小步快跑、敏捷迭代等等。它是一種文化宣言，提及了方法論，每個企業(yè)或者行業(yè)都能夠結合自身實際情況去操作實施。
核心理念：
- 變更的快速響應：DevOps支持需求的快速更改和新功能的快速部署。通過自動化構建和部署流程，開發(fā)團隊可以快速地將代碼從開發(fā)環(huán)境推送到生產(chǎn)環(huán)境。
- 持續(xù)反饋：通過持續(xù)集成和持續(xù)部署，可以確保在開發(fā)周期的任何階段捕獲問題，以及在生產(chǎn)過程中立即收集用戶反饋，然后快速將這些反饋整合到產(chǎn)品迭代中。
- 跨功能協(xié)作：DevOps鼓勵開發(fā)團隊、QA團隊和運維團隊從需求收集的初期就開始緊密合作，以確保全方位理解和滿足用戶需求，并從整個軟件交付流程中消除障礙。
- 原則優(yōu)化：DevOps的實踐著重于自動化和精益原則，包括盡早消除浪費，確保需求的清晰性和簡潔性，以及提供最大的價值。
從核心理念就能夠看出，DevOps文化實踐需要有統(tǒng)一的軟件工程工具鏈，所有相關人員都能夠在DevOps平臺上執(zhí)行各自的工作，實現(xiàn)部門之間通力協(xié)作和重復流程的全面自動化。
上圖展示了DevOps的相關角色以及整體工作流程。一個較為完整的DevOps全流程工具鏈便呼之欲出：從基礎設施的管理、項目管理，再到代碼管理和持續(xù)交付，最后是持續(xù)運維。除卻文化理念，DevOps的核心是自動化流水線工具，實現(xiàn)了自動化持續(xù)交付，而持續(xù)交付的核心是持續(xù)集成（CI）和持續(xù)部署（CD）。CI/CD共同構成了現(xiàn)代軟件開發(fā)的核心實踐，旨在促進軟件的快速迭代和高質量交付。其中，持續(xù)集成主要關注開發(fā)階段的頻繁合并和測試，而持續(xù)部署則擴展了這一過程，涵蓋了代碼從集成到被部署到生產(chǎn)環(huán)境的整個流程。兩者都是自動化的關鍵實踐，有助于實現(xiàn)DevOps的目標。
遵循理論引導并結合實際情況，我們歸納了針對金融等行業(yè)的破局三板斧。
DevOps專業(yè)團隊指導，打破固有流程
在金融等行業(yè)并不缺乏優(yōu)化現(xiàn)有流程的勇氣，只是沒有明確的目標以及專業(yè)指導。當DevOps的呼聲以及發(fā)展越來越強大時，國內(nèi)涌現(xiàn)出了很多專業(yè)的DevOps專家咨詢團隊，他們能夠結合企業(yè)的實際現(xiàn)狀給出最優(yōu)解，在組織架構不調整的情況下保障以盡可能小的變更達到最大的效果，消除企業(yè)顧慮。
統(tǒng)一的DevOps工具鏈平臺，打破部門墻，規(guī)范研發(fā)流程
我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)企業(yè)都無法做到為每一個項目劃分全功能團隊（從市場、需求到研發(fā)、測試最后到運維），往往都是獨立的市場部、研發(fā)部和運維部。這天然的形成了溝通與階段流轉之間的部門墻，由于更改現(xiàn)狀牽扯太大，我們便通過應用DevOps的理念，建立統(tǒng)一的DevOps工具鏈平臺，對當前項目的全生命周期進行管理。針對每一個原始需求，從需求記錄、分析、分配到后續(xù)的開發(fā)、測試、驗證及最終上線，都能被相關人員看到。階段的流轉也能夠在相關平臺上直接操作和通知，杜絕冗長低效的跨部門流程。我們提倡相關人員使用DevOps平臺的同時，梳理最佳實踐，進行定期培訓，潛移默化的讓研發(fā)流程變得統(tǒng)一和規(guī)范。
在嚴謹?shù)木W(wǎng)絡環(huán)境內(nèi)搭建統(tǒng)一的核心資產(chǎn)庫
核心資產(chǎn)庫的統(tǒng)一有必要性，各個項目組成員，即使在不同的應用環(huán)境下，也不能單獨建立。如代碼倉庫，不能在開發(fā)環(huán)境和測試環(huán)境各有一套。我們需要統(tǒng)一的核心資產(chǎn)庫去踐行DevOps的理念。該庫需要打通從開發(fā)到生產(chǎn)環(huán)境的網(wǎng)絡連接，并通過嚴格的權限控制，來實現(xiàn)安全合規(guī)。
行業(yè)困局的解決方案
為了滿足理論支撐，我們基于華為云UCS作為容器平臺底座，結合軟通動力應用交付平臺來實現(xiàn)行業(yè)云原生數(shù)字化轉型的最佳解決方案。
華為云UCS（Ubiquitous Cloud Native Service）是業(yè)界首個分布式云原生產(chǎn)品，為企業(yè)構建云原生業(yè)務部署、管理、應用生態(tài)的全域一致性體驗 ，實現(xiàn)客戶在使用云原生應用時，感受不到地域、跨云、流量的限制，讓云原生的能力進入企業(yè)的每一個業(yè)務場景，加速千行百業(yè)擁抱云原生。
而軟通動力應用交付平臺是一款持續(xù)交付產(chǎn)品，幫助企業(yè)快速建立穩(wěn)定軟件發(fā)布的內(nèi)部開發(fā)者平臺與 DevOps 文化，為開發(fā)者提供云原生應用運行環(huán)境，開發(fā)者通過平臺的自助服務能力，進行應用的構建、部署、驗證、運維等生命周期管理操作，降低應用開發(fā)者使用云原生技術的門檻，提升應用的部署和運行質量。平臺支持UCS云原生服務中心快速安裝，用戶只需要通過頁面表單的填寫即可快速部署平臺，實現(xiàn)開箱即用。
客戶通過UCS對多方集群執(zhí)行統(tǒng)一納管，從而達到對多個集群的統(tǒng)一治理，實現(xiàn)配置管理、容器遷移、策略中心、流量治理和容器智能分析。這在網(wǎng)絡環(huán)境嚴苛的金融等行業(yè)中是非常便利的。
云原生服務中心精選了各種成熟可靠的開源工具，為客戶提供了統(tǒng)一便捷的安裝體驗，其中的多種工具能夠和應用交付平臺實現(xiàn)集成聯(lián)動效果，如SonarQube和ArgoCD。他們支持配置對接到應用交付平臺的持續(xù)集成流水線或安全測試編排中，實現(xiàn)多個工具平臺的串聯(lián)，打破數(shù)據(jù)孤島。
整體解決方案中，實現(xiàn)DevOps的核心便是華為云UCS提供的容器底座以及應用交付平臺提供的集成和自動化能力，兩者相輔相成。原本的應用交付平臺得到升華。通過UCS的特性，我們可以實現(xiàn)多集群的統(tǒng)一聯(lián)邦管理，讓快速搭建雙活、主備等高可用應用部署架構變得輕而易舉。這種架構極大地提升了運維能力，使構建發(fā)布過程實現(xiàn)全面自動化，從而提高交付質量、縮短交付周期、保持技術路線一致性以及規(guī)范資源使用。
值得一提的是，UCS云原生服務中心的引入使得企業(yè)能夠快速安裝和使用諸如ArgoCD、SornaQube等熱門開源工具平臺。這不僅豐富了企業(yè)的技術選擇，還增強了企業(yè)的靈活性，使企業(yè)在快速變化的市場環(huán)境中始終保持競爭力。
將UCS與軟通動力應用交付平臺相結合，企業(yè)將獲得一套更高效、更可靠的運維解決方案。這套方案可以全面提高企業(yè)的運維能力，降低人工干預成本，提高交付質量，并確保技術路線的一致性。在此基礎上，通過UCS云原生服務中心的引入，企業(yè)還能夠快速接入各類熱門開源工具平臺，進一步提升企業(yè)的靈活性。這套解決方案將助力企業(yè)在激烈的市場競爭中脫穎而出，實現(xiàn)業(yè)務的持續(xù)發(fā)展。
方案落地實踐與價值
某資產(chǎn)管理公司成立10年期間累積了不少軟件資產(chǎn)，過于陳舊的研發(fā)體系以及日益膨脹的原始需求，使得他們迫切的想要進行云原生改造，實踐DevOps來得到交付效率上的提升。
在入場調研的過程中，我們發(fā)現(xiàn)其所面臨的困境和金融業(yè)企業(yè)困境如出一轍：各個環(huán)境的割裂、沒有統(tǒng)一的代碼倉庫、階段流轉靠U盤拷貝、散亂的依賴管理、缺失自動化構建能力以及沒有統(tǒng)一規(guī)范的軟件研發(fā)流程，全靠各個團隊自由發(fā)揮。
云原生DevOps專家團隊面對這種實際場景，針對性的給出了架構設計和遷移改造方案。
容器化改造
客戶原先的系統(tǒng)服務都是虛擬機部署，一個微服務需要單獨規(guī)劃一臺4U8G的虛擬機，如此配置不易彈性伸縮且有巨大的資源浪費。專家團隊順勢提出容器化改造，并且使用業(yè)界首個分布式云原生產(chǎn)品華為云UCS作為容器平臺底座，同時給出微服務容器化改造的最佳實踐，幫助客戶快速遷移。
統(tǒng)一代碼倉庫和制品倉庫
令人驚訝的是，客戶沒有統(tǒng)一的代碼倉庫和制品倉庫，多個團隊之間的代碼資產(chǎn)各自管理。有些使用Git，有些使用SVN，更有甚者就未使用代碼倉庫。因此在代碼從開發(fā)環(huán)境轉換到測試環(huán)境、準生產(chǎn)環(huán)境時，通過U盤拷貝的形式，制品依賴更是如此。所以改造的下一步是統(tǒng)一必備的軟件開發(fā)工具。綜合考量各種因素后，我們?yōu)榭蛻籼峁┝薌itlab代碼倉庫、SWR鏡像倉庫以及nexus依賴倉庫。
統(tǒng)一的DevOps平臺
有了容器平臺、代碼倉庫、鏡像倉庫等基礎設施和軟件開發(fā)平臺，實踐DevOps需要將這些平臺結合起來，并提供持續(xù)交付的能力。軟通動力應用交付平臺完美匹配，其靈活的集成管理能力串聯(lián)了多個研發(fā)工具鏈，給客戶提供高效便捷的流水線配置體驗。
研發(fā)流程優(yōu)化
當基礎配置全部準備完成后，此時需要流程規(guī)范和最佳實踐進行指導。華為云UCS專家團隊結合資產(chǎn)管理公司的組織架構以及業(yè)務結構，為客戶量身定制了基于新平臺的研發(fā)流程。從理論出發(fā)結合實際為客戶實現(xiàn)云原生數(shù)字化轉型。
經(jīng)過客戶及華為云云原生團隊的共同努力，客戶業(yè)務最終完美的遷移到容器環(huán)境中。經(jīng)過一段時間的學習、適應和磨合，客戶按照DevOps的文化理念進行迭代、統(tǒng)一代碼和制品倉庫以及配置自動化流水線。據(jù)效能統(tǒng)計：人力管理成本平均減少70%、構建部署的頻率提升十余倍、更改失敗率降低、平均交付周期以及資源利用率都有了巨大的優(yōu)化，順利打破金融等行業(yè)的云原生、數(shù)字化轉型困局。
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