参考资料：极客时间-DevOps实战笔记

DevOps基础理论篇

1. DevOps的定义

DevOps定义：

DevOps是一种文化、一场运动或实践，强调在自动化软件交付流程和基础设施变更过程中，软件开发人员与其他信息技术专业人员彼此之间的协作和沟通。他旨在建立一种文化和环境，使构建、测试、软件发布得以快速、频繁以及更加稳定的进行。

软件工程的三个重要阶段：

瀑布开发模式、敏捷开发模式、DevOps开发模式。

2. DevOps的价值

软件的价值：

软件慢慢从企业内部的支撑系统和成本中心，变成了企业服务的直接载体和利润中心。

软件交付的效率和质量成为企业的核心价值和核心竞争力。

DevOps的价值：

提高软件的交付效率和交付质量。

DevOps的四个结果指标：1.部署频率；2.变更前置时长；3.服务恢复时间；4.变更失败率。

3. DevOps的实施

DevOps工具：

工具是提升效率最直接的手段。

标准化、流程化。

但是工具没办法解决人的问题。

DevOps文化：

职责共担、持续改进。

DevOps的三个支柱：

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人+流程=文化

在具体的流程下，人会形成一套行为准则，而这套行为准则会潜移默化的影响软件交付效率和质量的方方面面。这些行为准则组合到一起，就形成了公司的文化。
流程+平台=工具

流程标准化，并固化到平台。
平台+人=培训赋能

平台是标准化流程的载体，一方面可以规范和约束员工的行为，另一方面通过平台赋能，所以人都能以相同的操作，获得相同的结果。跨领域之间的交接和专家就被平台所取代。

4. DevOps的衡量

DevOps能力成熟度模型：

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步骤和原则：

影响软件交付效率和质量进一步提升的最大瓶颈是什么？识别出改进目标和改进后要达到的预期效果。

关注能力，持续改进。

部署引力图：

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DevOps落地实践篇

1. 价值流分析

VSM（value stream mapping）：

持续交付平台 -> VSM价值流交付平台。

价值就是带给企业生存发展的核心资源，比如生产力、盈利能力、市场份额、用户满意度。

VSM就是价值流图，通过价值流图对软件交付过程进行建模，使整个过程可视化，从而识别出交付过程的瓶颈和各个环节的依赖关系，不断优化和改进。

VSM关键要素：

前置时间
增值活动时间和不增值活动时间
完成度和准确度

2. DevOps转型路径和常见问题

两种轨迹：

自底向上，自顶向下。

需求管理层的认可和支持是必选项。

通用路径：

寻找合适的试点项目。
寻找团队痛点。
快速建立初期的成功。
快速展示和持续改进。

DevOps转型的J型曲线：

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随着交付能力的提升，质量能力和技术债务开始显现。比如大量的手工回归测试、耦合性太强。

3. 业务敏捷

交付能力提升，可以帮助业务以最小成本进行试错，将新功能快速交付给用户。

所以，开发更少的功能，聚焦用户价值，持续快速验证，就成了产品需求管理的核心思想。

4. 精益看板

丰田准时化生产系统，拉动式生产，关键在于限制在制品数量。

在制品数量上升，导致交付周期变长，交付质量下降，团队信任下降。

精益看板实践的5个步骤：

可视化流程
定义清晰的规则
限制在制品数量
管理工作流程
建立反馈和持续改进

可视化流程：

根据价值流定义看板。

竖向队列，按价值流转的各个主要阶段进行划分。比如需求、开发、测试、发布。

横向泳道，用于需求与需求之间划清界限。

定义清晰的规则：

可视化规则
显示化规则

限制在制品数量：

限制在制品数量，理论上交付的前置时间应该大大缩短。

关键节点：

需求流入节点。业务方和研发团队关于需求的PK。研发团队需要承诺业务方以最快的速度交付最高优先级的需求。
需求流出节点。开发团队自己负责业务的发布。

管理工作流程：

每日站会。关注被阻塞的任务。
队列填充会议。对任务的优先级进行排序，展示需求的开发状态。
发布规划会议。以最终交付为目标，同步研发团队和业务方的信息。

建立反馈和持续改进：

持续改进和对人的尊重，才是一切改进方法的终极坐标。

5. 配置管理

配置管理，是站在软件交付全生命周期的视角，对整个开发过程进行规范管理，控制变更过程，让协作更加顺利，确保整个交付过程的完整、一致和可追溯。

核心理念：版本变更标准化、将一切纳入版本控制、全流程可追溯、单一可信的数据源。

6. 持续集成

认识CI：

CI就是持续集成，集成什么？为什么要持续？

集成软件，软件集成是一件高风险、不确定的事情。

越痛苦的事情，越要频繁的做。

CI的定义：

CI是一种软件开发实践，团队成员频繁的将他们的工作成果集成到一起（通常每人每天至少提交一次，这样每天就会有多次集成），并且在每次提交后，自动触发运行一次包含自动化验证集的构建任务，以便尽早地发现集成问题。

实施CI的三个阶段：

每次提交触发完整的流水线。

关键词：快速集成。

1.1. 统一的分支策略。定义以集成为目的的分支。

1.2. 清晰的集成规则。基于时效性的要求，不同层的CI，步骤和要求不同。

1.3. 标准化的资源池。资源池按需初始化，环境标准化，任何任务可以在任何节点运行。

1.4. 足够快的反应周期。CI环节不能超过10-15分钟。
每次流水线触发自动化测试。

关键词：质量内建。

2.1. 匹配合适的测试活动。

2.2. 树立测试结果的公信度。

2.3. 提升测试活动的有效性。
出问题第一时间修复。

关键字：文化建立。

机制：10分钟内修复代码，如果不能修复就回滚。

让CI发挥价值的关键，在于团队面对持续集成的态度，以及团队是否建立的持续集成的文化。

7. 自动化测试

自动化测试要解决什么问题：

产品交付速度提升，给测试工作带来了很大挑战。要测试的内容越来越多，但是测试的时间越来越短。

适合的场景：回归测试、接口测试、兼容性测试、压力测试。

面临问题：投入产出比、上手门槛、维护成本高、测试设备投入高。

自动化测试设计：

单元测试、接口测试、UI测试。

自动化测试开发：

工具和平台支持。

测试数据、用例、脚本的管理，测试过程中的数据收集、度量、分析和展示，以及测试报告的发送，都是成熟的自动化测试框架应该具备的功能。

自动化测试结果分析：

覆盖率
测试误报率

8.内建质量

不应该将质量依赖于检验工作，因为检验工作既昂贵，又不可靠，最重要的是，检验工作并不直接提升产品质量，只是为了证明质量有缺陷。正确的做法是将质量内建于整个流程之中，并通过有效的控制手段，来证明流程自身的有效性。

内建质量的核心原则：

问题发现得越早，修复成本就越低。
质量是每个人的责任，而不是质量团队的责任。

内建质量的实施思路：

我们应该在软件交付的各个环节中注入质量控制的能力。

需求环节，定义清晰的需求准入规则。比如价值、可行性、依赖、描述、拆分、验收条件。
开发环节，代码评审和持续集成。比如需求匹配度、实现清晰度、自动化检查机制（风格、风险、安全漏洞）。
测试环节，自动化测试和手工探索测试，覆盖安全、性能和可靠性。
部署和发布环节，线上监控和危险操作扫描。

优先加强哪个环节？从源头入手。

内建质量的实施步骤：

选择合适的检查类型。投入产出比高。
定义指标并达成一致。指标项、参考值。静态指标值和动态指标值。
建立自动化执行和检查能力。在源头设置质量门禁。
定义问题处理方式。
持续优化和改进。核心目标不是通过质量门禁，而是为了质量提升。

内建质量常见问题：

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9. 技术债务

代码七宗罪：

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量化技术债务：

比较常用的开源软件是SonarQube。

计算出来的技术债务会因为开启的规则数量和种类的不同而不同。

解决方法和原则：

步骤：共识、可见、止损、改善。

原则：

让技术债务呈良性下降趋势
优先解决高频修改的问题
在新项目中启动试点
技术债务无法被消灭，也不要等到太晚

需要优先处理的问题类型：

大量重复代码
类之间严重耦合
方法过于复杂
条件判断嵌套太多
缺少必要的异常处理
多表关联和缺少索引
代码风险和缺陷
安全漏洞

10. 环境管理

环境管理的挑战：

环境种类多。比如开发环境、测试环境、生产环境。
环境复杂度高。现代应用的架构逐渐从单体应用向微服务应用转变。
环境一致性难以保证。
环境交付速度慢。
环境变更难以追溯。

基础设施即代码：

基础设施即代码，就是用一种描述性的语言，通过文本管理环境配置，并且自动化完成环境配置的方式。

典型的就是以 CAPS 为代表的自动化环境配置管理工具，也就是 Chef、Ansible、Puppet 和 Saltstacks 四个开源工具的首字母缩写。

环境管理实践：

开发运维打通的GitOps实践
开发环境的治理实践
开发本地测试的实践

11. 部署管理

部署和发布：

部署：通过技术手段，将本次开发测试完成的功能实体，应用到指定环境的过程。

发布：将部署完成的功能生效，对用户可见和提供服务的过程。

质量思想：

传统的质量思想：要在发布之前确保本次变更的功能万无一失。

DevOps的质量思想：要在保障一定质量水平的前提下，尽量加快发布节奏，并通过低风险发布手段，以及线上测试和监控能力，尽早地发现问题，以一种最简单的手段来快速恢复。

一定的质量水平：

与定义一个发布质量标准相比，更重要的是扭转团队的质量观念。质量不再是测试团队自身的事情，而是整个交付团队的事情。如果出了线上问题，团队要一起来定位和修复，并且反思如何避免类似的问题再次发生，从失败中学习。

测试能力向前、向后延伸，一方面，提供工具和平台帮助开发更容易自测，另一方面，加强针对线上监控埋点等类型的测试，保证线上问题可以快速暴露，正常获取可以辅助分析玩家行为的数据，全面提升整体的发布质量。

低风险的发布手段：

蓝绿发布、灰度发布、暗部署。

线上测试和监控：

如果验证发布是否正常，核心在于线上测试和监控。

DevOps新理念，监控就是一种全量的测试。

快速恢复：

线上诊断，阿里的Arthas。

解决问题，向前修复和向后回滚。

故障自愈，服务降级和兜底策略。

12. 混沌工程

混沌工程：

混沌工程是一门在分布式系统上进行实验的科学，目的是建立人们对于复杂系统在生产环境中抵御突发事件的信心。

复杂的分布式系统，Netflix 公司在 2014 年公开的微服务调用关系图：

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服务可用性实践：

日常的系统可用性保障活动，故障演练、服务降级方案、全链路压测。

如何发现潜在风险，比如Netflix的混乱猴子，随机关闭生产环境中的实例。

不要把可用性的假设建立在依赖服务不会出问题上。

混沌工程的原则：

建立稳定状态的假设。业务指标、技术指标。
真实世界的事件。
在生产中实验。
持续的自动化实验。
最小的影响范围。

13. 正向度量

DevOps的核心目标，提高交付效率，提高交付质量。围绕目标，拆分度量指标。

如何定义指标：

明确受众
直指问题
量化趋势
充满张力

定义指标有哪些原则：

全局指标优于局部指标
综合指标优于单一指标
结果指标优于过程指标
团队指标优于个人指标
灵活指标优于固化指标

哪些指标最重要：

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如何开启度量工作：

细化指标
收集度量数据
建立可视化平台
识别瓶颈并持续改进

14. 持续改进

团队最应该具备的能力：

持续改进，始终能够找到新的突破，持续追求更好的状态。

DevOps做到什么程度算实现转型落地？核心就是团队具备了持续改进的能力，而不是简单的引进了几个工具，建立几个度量指标。

PDCA方法论，Plan（计划）、Do（实施）、Check（检查）、Action（行动）。

持续改进的核心，在于建立一个学习型的组织。

学习型组织的4个实践：

鼓励正向回溯和总结

当问题发生之后，事先准备一份详尽的故障分析报告，并拉上相关方彻底分析问题的根源，给出改进任务的具体时间点。
预留固定时间进行改进
在团队内部共享业务指标
激励创造性，并将价值最大化

在团队成员的绩效目标中，增加对团队贡献和技术创新的要求，在团队内部鼓励创新类工作。

在团队内部建立激励和选拔机制，为好的想法投入资源，把他们变成可以解决类似问题的工具。

DevOps平台工具篇

1. DevOps平台建设的三个阶段

阶段一：从无到有

建议：引入开源工具和商业工具，快速补齐现有能力的短板。

如何选择工具？选择主流工具。

需求管理工具 Jira；
知识管理工具 Confluence；
版本控制系统 GitLab；
持续集成工具 Jenkins；
代码质量工具 SonarQube；
构建工具 Maven/Gradle；
制品管理 Artifactory/Harbor；
配置管理工具 Ansible；
配置中心 Apollo；
测试工具 RF/Selenium/Appium/Jmeter/TestNG；
安全合规工具 BlackDuck/Fortify；

阶段二：从小到大

经过了第一个阶段，企业交付链路上的工具基本已经齐全了。团队对工具的需求从够用到好用开始转变。另外，随着业务发展，团队扩大，差异化需求也成了摆在面前的问题。再加上，人和数据越来越多，工具的重要性与日俱增。

建议：使用半自建工具和定制商业工具，来解决自己的问题。

半自建工具有哪些注意事项：

设计时给扩展流出空间
实现时关注元素治理

阶段三：由繁到简

建议：使用整合工具来化繁为简，统一界面，简化操作，有效度量。

企业工具平台治理

找到软件交付的主路径，用一个平台覆盖这条主路径，从而串联各个单点的能力。
打造自服务的工具平台

用户登录平台，实现自己的操作，查看自己关心的数据。

2. DevOps产品设计的五个层次

五个层次：战略存在层、能力圈层、资源结构层、角色框架层和感知层。

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第一个层次：战略存在层

把战略建立在不变的事物上。

DevOps产品战略定位：效率、质量、成本和安全。

第二个层次：能力圈层

明确哪些是自己的核心竞争力，哪些是自己的边界和底线。

第三个层次：资源结构层

对资源的整合和调动的能力就成了核心竞争力。

至关重要资源，领导的支持。

第四个层次：角色框架层

在用户的角度看待问题，要在他们当时的场景下，去解决他们的问题。

不要让你的产品只有专业人士才会使用。

第五个层次：感知层

UI界面。

3. 现代流水线必备的十大特征

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DevOps理念与实践