Was ist DevOps? Zentrale Praktiken, Vorteile und Werkzeuge

Im Gegensatz zu traditionelleren Ansätzen, einschließlich Agile und Scrum, bei denen die Abteilungen in „Silos“ aufgeteilt werden, betont DevOps die Integration aller an der Entwicklung des Produkts beteiligten Teammitglieder: von den Softwareentwicklern über die Tester bis hin zu den IT-Betriebsfachleuten, etwa Systemadministratoren, Datenbankadministratoren und Systemingenieuren.

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Wie DevOps funktioniert

Entwicklungs- und Betriebsteams arbeiten im Rahmen eines DevOps-Modells enger zusammen. Die Ingenieure beider Teams integrieren sich und arbeiten über den gesamten Anwendungslebenszyklus hinweg – von der Entwicklung und dem Testen bis zur DevOps-Bereitstellung und dem Betrieb. DevOps führt die unterschiedlichen Fähigkeiten beider Bereiche während des gesamten Anwendungsprozesses zusammen.

Qualitätssicherungs- und Sicherheitsteams können im Rahmen verschiedener DevOps-Modelle, etwa SecDevOps, das sich auf Sicherheit konzentriert, oder QAOps, bei dem ein größerer Schwerpunkt auf der Prüfung der Produktqualität liegt, enger mit der Entwicklung und dem Betrieb sowie während des gesamten Softwareentwicklungslebenszyklus verbunden werden.

Diese Gruppen nutzen bewährte Verfahren, um früher arbeitsintensive und langsame Prozesse zu automatisieren. Sie verwenden einen Technologiestapel und eine Infrastruktur, um Anwendungen schnell und zuverlässig zu betreiben und weiterzuentwickeln.

DevOps-Praktiken und -Konzepte

DevOps basiert auf einigen wichtigen Praktiken. Sehen wir uns im Folgenden eine Erklärung zu jeder davon an.

Kontinuierliche Integration

Kontinuierliche Integration (CI) bezeichnet das regelmäßige Zusammenführen von Codeänderungen in einem zentralen Repository sowie das Ausführen automatisierter Builds und Tests, einschließlich Unit-, Integrations-, UI- und End-to-End-Tests.

Das Hauptziel von CI besteht darin, Fehler schneller zu entdecken und zu beheben, die Gesamtqualität der Software zu erhöhen und die Zeit für die Validierung und Veröffentlichung neuer Softwareupdates zu verkürzen.

Kontinuierliche Bereitstellung

Die kontinuierliche Bereitstellung steht in engem Zusammenhang mit der kontinuierlichen Integration und ist der nächste logische Schritt. Bei der kontinuierlichen Bereitstellung müssen Codeänderungen automatisch erstellt, getestet und für die Bereitstellung in der Produktionsumgebung vorbereitet werden. Idealerweise werden alle Änderungen zunächst in eine Testumgebung übertragen, bevor die Bereitstellung in der Produktion erfolgt. 

Versionskontrolle

Die auch als Quellcodeverwaltung bezeichnete Versionskontrolle umfasst die Verwaltung von Code in Versionen, also die Nachverfolgung von Überarbeitungen und Codeänderungen im Laufe der Zeit. Dies erfolgt häufig mithilfe von Versionskontrollsystemen, die Teammitgliedern die Zusammenarbeit am Code ermöglichen.

Diese Methoden beschreiben eine schrittweise Vorgehensweise zum Zusammenführen von Codeänderungen in denselben Dateien, zum Auflösen von Konflikten und zum Zurücksetzen von Änderungen auf frühere Zustände. Die Versionskontrolle ist einer der wichtigsten DevOps-Prozesse, die Entwicklungsteams bei der Zusammenarbeit, der Delegierung von Programmieraufgaben an Teammitglieder und der Archivierung des gesamten Codes zur schnellen Wiederherstellung unterstützen.

Überwachung und Protokollierung 

Kontinuierliche Überwachung bedeutet, fehlerhafte Builds oder fehlgeschlagene Tests zu erkennen und sicherzustellen, dass sie keine Verzögerungen verursachen. Automatisierung beschleunigt die Entwicklung erheblich. Wenn jedoch ein automatisierter Prozess fehlschlägt und niemand dies bemerkt, ist es besser, die Aufgabe manuell abzuschließen.

Ebenso wichtig ist es, Produktionsanwendungen im Auge zu behalten, um Probleme oder Leistungsbeeinträchtigungen zu erkennen, bevor Ihre Kunden dies tun. 

Microservices

Die Microservice-Architektur ist ein Stil, bei dem die Anwendung als Sammlung kleinerer, lose gekoppelter und unabhängig bereitstellbarer Dienste strukturiert ist. Dadurch können sich Bereitstellungsteams auf bestimmte Dienste als unabhängige Einheiten konzentrieren, was Entwicklung, Tests und Bereitstellung erheblich erleichtert.

Infrastruktur als Code (IaC)

Dies ist ein Prozess zur Verwaltung der IT-Infrastruktur (Netzwerke, virtuelle Maschinen, Lastverteiler, Verbindungsarchitektur), bei dem dieselbe Versionsverwaltung für den Quellcode wie beim DevOps-Team verwendet wird.

Ein IaC-Modell erstellt jedes Mal dieselbe Umgebung, wenn es angewendet wird, ähnlich wie derselbe Quellcode dieselbe Binärdatei erzeugt. IaC ist ein entscheidender Ansatz, der eng mit der kontinuierlichen Bereitstellung zusammenarbeitet.  

Nach links verschieben

Dies ist ein Begriff für einen Entwicklungsprozess, bei dem sich das Team darauf konzentriert, mit den Tests so früh wie möglich zu beginnen. Das Endziel sind eine höhere Qualität, kürzere Testzyklen und die Vermeidung möglicher Überraschungen am Ende des Entwicklungszyklus. Das Verschieben nach links setzt kontinuierliches Testen (das Schreiben und Ausführen automatisierter Tests so früh und so häufig wie möglich) sowie kontinuierliche Bereitstellung (die Automatisierung der Bereitstellung neuer Builds) voraus.

Der DevOps-Lebenszyklus

Der typische DevOps-Workflow ist ein iterativer Prozess, der aus 8 Hauptphasen besteht:

1. Planen: In dieser Phase ermittelt das Team die geschäftlichen Anforderungen und erstellt eine Roadmap, die den geschäftlichen Nutzen des Produkts maximiert.
2. Programmieren: In dieser Phase findet die eigentliche Entwicklung statt.
3. Erstellen: Sobald die Entwicklungsaufgaben abgeschlossen sind, wird der Code in das gemeinsame Repository übertragen.
4. Testen: Der Build wird in der Testumgebung bereitgestellt, wo die Tests ausgeführt werden. Dazu gehören typischerweise Unit-Tests, Integrationstests, Tests der UI-Automatisierung und manuelle Tests wie beispielsweise Benutzerakzeptanztests.  
5. Freigeben: Sobald die Testphase abgeschlossen ist, wird der Build von den DevOps-Ingenieuren für die Bereitstellung in der Produktionsumgebung vorbereitet. 
6. Bereitstellen: In dieser Phase wird der Build in der Produktion installiert, getestet und implementiert und steht den Endbenutzern zur Verfügung.
7. Betreiben: Verwaltung der Bereitstellung von IT-Diensten für Kunden von Anfang bis Ende. Dies bezieht sich auf die Verfahren zum Entwerfen, Implementieren, Konfigurieren, Bereitstellen und Warten der IT-Infrastruktur, die die Dienste einer Organisation unterstützt.
8. Überwachen: DevOps-Teams bewerten jede Version und erstellen Berichte, um zukünftige Softwareversionen zu verbessern. Durch das kontinuierliche Sammeln von Feedback können Teams ihre Prozesse optimieren und Rückmeldungen der Verbraucher in die nächste Version integrieren.

Welche Vorteile bietet DevOps?

Die wichtigsten Vorteile eines DevOps-Ansatzes sind:

• Schnellere Softwarebereitstellung: Mit CI/CD-Pipelines erfolgt die Bereitstellung schneller und häufiger. Die Aktualisierung bestehender Dienste sowie die Bereitstellung neuer Systeme, Funktionen oder Fehlerbehebungen erfordern weniger Zeit. Dies kann einen wichtigen Wettbewerbsvorteil und eine bessere Benutzererfahrung bieten.
• Verbesserte Zusammenarbeit: Mit DevOps-Praktiken arbeiten die Entwicklungs- und Betriebsteams eng zusammen und teilen sich die Verantwortung, wodurch die Transparenz der Arbeit steigt. Die Teams sind stärker miteinander verbunden und arbeiten auf dieselben Ziele und Vorgaben hin.
• Höhere Produktivität: Da die Arbeit nicht mehr getrennt ist und die Kommunikation verbessert wurde, herrscht größere Transparenz, wodurch die Teams effizienter arbeiten.
• Automatisierte wiederkehrende Aufgaben: Neben dem großen Vorteil, diese Aufgaben nicht manuell erledigen zu müssen, bleibt dem Team mehr Zeit, um an Innovationen für das Projekt zu arbeiten.
• Höhere Qualität und Zuverlässigkeit: Praktiken der kontinuierlichen Integration und Bereitstellung stellen sicher, dass Änderungen funktionsfähig und stabil sind, wodurch sich die Qualität eines Softwareprodukts verbessert. Durch die Überwachung können Teams die Leistung in Echtzeit verfolgen.
• Bessere Sicherheit: Die Sicherheit in DevOps kann ebenfalls verbessert werden, indem Sicherheitstests in die Pipeline für kontinuierliche Integration, kontinuierliche Bereitstellung und kontinuierliches Deployment integriert werden.
• Häufigere Versionen: Kunden können häufig Aktualisierungen und Fehlerbehebungen erhalten, was zu einer höheren Kundenzufriedenheit führt. 

Wie lässt sich eine DevOps-Kultur einführen?

Der Wechsel zu DevOps umfasst einen Wandel der Kultur und der Philosophie. Zu Beginn kann die Einführung von DevOps bedeuten, dass sich die Betriebs- und Entwicklungsteams dazu verpflichten, die Probleme und technologischen Einschränkungen zu verstehen, die in jeder Phase des Softwareentwicklungsprozesses bestehen. 

Legen Sie Verbesserungs-KPIs fest, beispielsweise kürzere Zykluszeiten oder weniger Fehler in der Produktion. Durch die Kommunikation über verschiedene Arbeitsaktivitäten hinweg können Sie den Rahmen für kontinuierliche Prozesse schaffen.

Untersuchen Sie die aktuellen Entwicklungs- und IT-Betriebswerkzeuge. Ermitteln Sie mögliche Schwachstellen, beispielsweise eine Phase, die immer manuell abgeschlossen wird, oder ein Werkzeug, das keine APIs für die Kommunikation mit anderen Werkzeugen besitzt. Erwägen Sie die Implementierung einer einzigen DevOps-Bereitstellungspipeline für das gesamte Unternehmen. Teammitglieder können von einem Projekt zum nächsten wechseln, ohne erneut geschult werden zu müssen. 

Nachdem die DevOps-Denkweise etabliert ist, entscheiden Sie, welche Kennzahlen zur Erfolgsmessung verwendet werden sollen, und bestimmen Sie die Werkzeuge, die künftig eingesetzt werden sollen (mehr dazu später). Um sich kontinuierlich zu verbessern, konzentrieren Sie sich auf Best Practices, den Wissensaustausch und die kontinuierliche Verbesserung. Ermitteln Sie Hindernisse, die Ihre KPIs beeinflussen, und optimieren Sie Ihre Werkzeuge und Technologien.

Das DevOps-Reifegradmodell umfasst 5 Stufen:

• Anfänglich: ein traditionelles Modell, bei dem das Entwicklungsteam und das Betriebsteam in voneinander getrennten Silos arbeiten.
• Verwaltet: die anfängliche Hinwendung zu DevOps, bei der die Prozesse des Betriebs zunehmend automatisiert werden. Die Zusammenarbeit zwischen Entwicklung und Betrieb nimmt zu, da die Teams nicht mehr getrennt sind. Dies ist eine Konzeptnachweisphase.
• Definiert: Automatisierungsprozesse für alle Praktiken, einschließlich Entwicklung und Tests, werden definiert und eingeführt. Die Änderungen werden auf Organisationsebene angewendet.
• Gemessen: Die Teams teilen Wissen und passen Praktiken dank der vorhandenen Prozesse und Werkzeuge an. Automatisierung und die Kommunikation zwischen Werkzeugen werden verbessert, und Richtlinien werden zur Durchsetzung von Standards verwendet.
• Optimiert: Dank der kontinuierlichen Verbesserung werden erste Ergebnisse sichtbar. DevOps kann zu mehreren Werkzeuggruppen oder Verfahren ausgebaut werden. Beispielsweise werden kundenorientierte Apps (bei denen es sich normalerweise um B2C-Apps handelt) häufiger veröffentlicht, während FinTech-Apps sich stärker an den DevSecOps-Prinzipien orientieren.

DevOps-Werkzeuge

Die DevOps-Methodik konzentriert sich auf die Automatisierung von Softwareentwicklungsaktivitäten wie Erstellen, Testen und Bereitstellen, um eine schnellere Markteinführung, hochwertige Produkte sowie weniger Fehler und Rollbacks bei Softwarefunktionen zu erreichen. Unter Berücksichtigung all dessen hilft der richtige Werkzeug-Stack dabei, eine erfolgreiche DevOps-Kultur zu gewährleisten.

Die Werkzeuge und Technologien, die Entwicklungs- und Betriebsteams dabei unterstützen, während des gesamten Softwarelebenszyklus zusammenzuarbeiten, werden als DevOps-Werkzeugkette bezeichnet. Kontinuierliche Integration, kontinuierliche Bereitstellung, Automatisierung und Zusammenarbeit gehören zu den zentralen behandelten DevOps-Elementen.

Welche gängigen Werkzeuge werden also in DevOps eingesetzt?

Planungswerkzeuge

Hierbei handelt es sich hauptsächlich um dieselben Werkzeuge, die in Methoden der agilen Entwicklung eingesetzt werden. Eines der wohl beliebtesten Werkzeuge für diese Phase ist Jira. Falls Sie damit noch nicht vertraut sind: Es handelt sich um ein Projektmanagementwerkzeug von Atlassian, das für agile Teams entwickelt wurde, um deren Aufgaben, Probleme und Fehler zu verfolgen. Es ermöglicht die Integration mit mehreren anderen Werkzeugen, die in anderen Phasen des DevOps-Prozesses eingesetzt werden.

Eine gute Kommunikation ist in DevOps sowohl in der Planungsphase als auch in den anderen Phasen entscheidend. Daher ist es sinnvoll, eine Nachrichtenanwendung zu verwenden, die ebenfalls in die übrigen Werkzeuge integriert werden kann. Zu solchen Anwendungen gehören Slack, ebenfalls von Atlassian, oder Microsoft Teams.

Versionskontrollwerkzeuge

Versionskontrollwerkzeuge helfen Teams der Anwendungsentwicklung dabei, Änderungen am Quellcode im Laufe der Zeit zu verwalten. Sie unterstützen Softwareteams dabei, schneller und intelligenter zu arbeiten, wenn Entwicklungsumgebungen wachsen.

Lösungen zur Versionskontrolle tragen insbesondere dazu bei, die Entwicklungszeit zu verkürzen und den Erfolg von Bereitstellungen zu steigern. Git ist wahrscheinlich das am häufigsten verwendete Versionskontrollwerkzeug, doch einige Teams entscheiden sich möglicherweise für TFS, SVN oder GitHub zur Quellcodeverwaltung.

Werkzeuge für kontinuierliche Integration

Werkzeuge für kontinuierliche Integration wenden automatisierte Tests auf Entwicklungszweige an und ermöglichen das Übertragen in den Hauptzweig, wenn Builds erfolgreich sind. Außerdem liefern sie kontinuierliches Feedback durch Echtzeit-Chatbenachrichtigungen Ihres Teams und einfache Integrationen. Zu den bekannten Werkzeugen gehören Jenkins (ein Open-Source-Werkzeug), Circle CI und AWS.

Werkzeuge für die Konfigurationsverwaltung

Während des gesamten DevOps-Lebenszyklus bezeichnet Konfigurationsmanagement die Wartung und Kontrolle der Komponenten großer, komplexer Systeme in einem bekannten, konsistenten und festgelegten Zustand. Server, Netzwerke, Speicher und Anwendungen sind Beispiele für Komponenten von IT-Systemen.

Die Tools für das Konfigurationsmanagement machen den Bereitstellungsprozess während des gesamten Produktionsprozesses nahtlos und konsistent. Zu den bekannten Tools für das Konfigurationsmanagement gehören Ansible, Puppet und Chef.

Tools für den kontinuierlichen Betrieb

Tools für den kontinuierlichen Betrieb werden verwendet, um den Prozess des Startens der Anwendung und ihrer Aktualisierungen zu automatisieren. Der kontinuierliche Betrieb verhindert Ausfallzeiten durch den Einsatz von Lösungen für die Containerverwaltung wie Kubernetes und Docker. Diese Technologien zur Containerverwaltung machen die Entwicklung, das Testen und die Bereitstellung einer Anwendung in verschiedenen Umgebungen deutlich einfacher.

Ist DevOps das Richtige für Sie?

Auch wenn keine Methodik für alle gleichermaßen geeignet ist, haben Sie jetzt vielleicht ein klareres Bild davon, was DevOps ist und was Sie für die Implementierung benötigen. Auf Grundlage dieser Informationen und weiterer Informationen zu den Kosten von DevOps können Sie entscheiden, ob DevOps ein Prozess ist, der zu den Zielen Ihres Teams passt.

Wenn Sie jedoch prüfen, wie Sie DevOps implementieren oder effizienter skalieren können, sollten Sie eine Zusammenarbeit mit dem passenden Partner für die Softwareentwicklung im Nearshore-Modell in Betracht ziehen.

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