Was ist DevOps? Zentrale Praktiken, Vorteile und Tools

Wenn Sie den Entwicklungslebenszyklus verkürzen, die Softwarequalität verbessern und eine kontinuierliche Auslieferung gewährleisten möchten, sollten Sie DevOps in Betracht ziehen. Patrick Debois, ein unzufriedener Berater, der genug von den Ineffizienzen durch die Trennung von Softwareentwicklung und IT-Betrieb hatte, prägte den Begriff im Jahr 2007. 

Seitdem haben viele Unternehmen DevOps-Prinzipien übernommen, um besser auf ihre geschäftlichen Anforderungen reagieren zu können. Früher beschränkte sich DevOps auf IT-Services, doch mittlerweile umfasst es das gesamte Unternehmen, beeinflusst Prozesse und Datenflüsse und führt zu erheblichen organisatorischen Veränderungen.

Was ist DevOps? 

DevOps ist eine Methodik, die Softwareentwicklung (Dev) und IT-Betrieb (Ops) miteinander vereint. Es handelt sich um eine Reihe von Praktiken, DevOps-Tools, Prozessen und sogar Menschen, die darauf abzielen, die Teamzusammenarbeit zu stärken und schnellere, zuverlässigere Produkt-Releases zu ermöglichen. Eine DevOps-Umgebung ist darauf ausgelegt, Automatisierung und Dokumentation zu fördern sowie die Kommunikation und Zusammenarbeit zu unterstützen.

Im Gegensatz zu traditionellen Ansätzen (selbst Agile und Scrum), bei denen die Abteilungen in „Silos“ unterteilt sind, legt DevOps Wert auf die Integration aller Teammitglieder, die an der Erstellung des Produkts beteiligt sind: Von den Softwareentwicklern über die Tester bis zu den IT-Betriebsprofis (wie Systemadministratoren, DBAs und Systemingenieuren).

Top DevOps Tools!

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Wie DevOps funktioniert

Innerhalb eines DevOps-Modells arbeiten Entwicklungs- und Betriebsteams enger zusammen. Die Ingenieure beider Teams integrieren sich und arbeiten über den gesamten Lebenszyklus einer Anwendung – von Entwicklung und Test bis zu DevOps-Deployment und Betrieb – hinweg zusammen. DevOps vereint die Fähigkeiten beider Bereiche während des gesamten Anwendungsprozesses.

Auch Qualitätssicherungs- und Sicherheitsteams können in verschiedenen DevOps-Modellen, wie SecDevOps (mit Fokus auf Sicherheit) oder QAOps (mit Schwerpunkt auf Testen der Produktqualität), enger mit Entwicklung und Betrieb verbunden werden, ebenso wie während des gesamten Softwareentwicklungszyklus.

Diese Gruppen nutzen Best Practices, um vormals zeitaufwändige und langsame Prozesse zu automatisieren. Sie setzen auf einen Technologie-Stack und eine IT-Infrastruktur, um Anwendungen schnell und zuverlässig zu betreiben und weiterzuentwickeln.

DevOps-Praktiken und Konzepte

DevOps dreht sich um einige grundlegende Praktiken. Nachfolgend erklären wir jede einzelne davon.

Continuous Integration

Continuous Integration (CI) bedeutet, dass Codeänderungen regelmäßig in ein zentrales Repository eingepflegt und automatisierte Builds und Tests (einschließlich Unit-, Integrations-, UI- und End-to-End-Tests) durchgeführt werden.

Das Hauptziel von CI ist es, Fehler schneller zu erkennen und zu beheben, die Gesamtqualität der Software zu erhöhen und die Zeit für die Validierung und Freigabe neuer Software-Updates zu verkürzen.

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Continuous Delivery

Eng verbunden mit Continuous Integration ist Continuous Delivery der nächste logische Schritt. Bei Continuous Delivery müssen Code-Änderungen automatisch gebaut, getestet und bereitgestellt werden, sodass sie in der Produktionsumgebung ausgeliefert werden können. Idealerweise werden alle Änderungen zunächst in einer Testumgebung bereitgestellt, bevor sie in die Produktion ausgerollt werden. 

Versionskontrolle

Auch bekannt als Source Control, bezeichnet dies die Verwaltung von Code in verschiedenen Versionen, d.h. das Nachverfolgen von Überarbeitungen und Codeänderungen im Zeitverlauf. Dafür nutzt man häufig Versionskontrollsysteme, die Teammitgliedern die Zusammenarbeit am Code ermöglichen.

Diese Methoden geben einen schrittweisen Ansatz vor, um Codeänderungen in denselben Dateien zusammenzuführen, Konflikte zu lösen und Änderungen auf vorherige Zustände zurückzusetzen. Versionskontrolle ist einer der wichtigsten DevOps-Prozesse, der Entwicklungsteams hilft, zusammenzuarbeiten, Codierungsaufgaben im Team zu delegieren und allen Code für eine schnelle Wiederherstellung zu archivieren.

Monitoring und Protokollierung 

Kontinuierliches Monitoring bedeutet, fehlerhafte Builds oder fehlgeschlagene Tests zu identifizieren und sicherzustellen, dass diese keine Verzögerungen verursachen. Automatisierung beschleunigt die Entwicklung zwar erheblich, aber wenn ein automatisierter Prozess fehlschlägt und es niemand bemerkt, wäre es besser, die Aufgabe manuell zu erledigen.

Ebenso ist es wichtig, Produktionsanwendungen ständig zu überwachen, um Probleme oder Leistungsdefizite zu erkennen, bevor es Ihre Kunden tun. 

Microservices

Die Microservice-Architektur ist ein Stil, bei dem die Anwendung als eine Sammlung kleinerer, lose gekoppelter und unabhängig deploybarer Services aufgebaut wird. So können sich Entwicklungsteams auf bestimmte Services als eigenständige Einheiten konzentrieren, was Entwicklung, Test und Deployment deutlich erleichtert.

Infrastructure as Code (IaC)

Dies ist ein Prozess zur Verwaltung der IT-Infrastruktur (Netzwerke, VMs, Load Balancer, Verbindungsarchitektur), bei dem die gleiche Versionierung wie für den Quellcode vom DevOps-Team genutzt wird.

Ein IaC-Modell erstellt jedes Mal die gleiche Umgebung, wenn es angewendet wird, ähnlich wie aus dem gleichen Quellcode das gleiche Binary entsteht. IaC ist ein entscheidender Ansatz, der Hand in Hand mit kontinuierlicher Bereitstellung arbeitet.  

Shift Left

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

Der DevOps-Lebenszyklus

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

1. Planen: In dieser Phase identifiziert das Team die Geschäftsanforderungen und erstellt eine Roadmap, die den geschäftlichen Nutzen des Produkts maximiert.
2. Coden: In dieser Phase erfolgt die eigentliche Entwicklung.
3. Builden: Sobald die Entwicklung abgeschlossen ist, wird der Code ins zentrale Repository eingepflegt.
4. Testen: Der Build wird in die Testumgebung bereitgestellt, wo die Tests ausgeführt werden. Dazu gehören in der Regel Unit-Tests, Integrationstests, UI-Automatisierungstests und manuelle Tests wie User Acceptance Tests.  
5. Release: Nach Abschluss der Testphase bereiten die DevOps-Engineers den Build für den Einsatz in der Produktionsumgebung vor. 
6. Deployment: In diesem Schritt wird der Build installiert, getestet und in der Produktion umgesetzt und steht den Endnutzern zur Verfügung.
7. Betrieb: Die Bereitstellung von IT-Dienstleistungen für Kunden wird von Anfang bis Ende gesteuert. Dies bezieht sich auf die Abläufe zur Planung, Implementierung, Konfiguration, Bereitstellung und Wartung der IT-Infrastruktur, die die Dienste einer Organisation unterstützt.
8. Monitoring: DevOps-Teams evaluieren jede Veröffentlichung und stellen Berichte bereit, um zukünftige Software-Releases zu verbessern. Durch kontinuierliches Feedback können Teams ihre Prozesse optimieren und Kundenfeedback in die nächste Version integrieren.

Welche Vorteile bietet DevOps?

Die wichtigsten Vorteile eines DevOps-Ansatzes sind:

• Schnellere Softwarebereitstellung: Mit CI/CD-Pipelines ist die Bereitstellung schneller und häufiger. Die Aktualisierung bestehender Dienste und die Einführung neuer Systeme, Funktionen oder Fehlerbehebungen benötigen weniger Zeit. Dies kann einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil und eine bessere Nutzererfahrung bieten.
• Verbesserte Zusammenarbeit: Durch DevOps-Praktiken arbeiten Entwickler und Operations-Teams eng zusammen und teilen die Verantwortung, was die Transparenz erhöht. Die Teams sind stärker miteinander verbunden und arbeiten auf gemeinsame Ziele hin.
• Höhere Produktivität: Da die Arbeit nicht mehr getrennt erfolgt und sich die Kommunikation verbessert, besteht eine größere Transparenz, wodurch die Teams effizienter arbeiten.
• Automatisierung repetitiver Aufgaben: Neben dem großen Vorteil, diese Aufgaben nicht mehr manuell erledigen zu müssen, bleibt dem Team mehr Zeit, um Innovationen im Projekt voranzutreiben.
• Höhere Qualität und Zuverlässigkeit: Durch Continuous Integration und Continuous Delivery wird gewährleistet, dass Änderungen funktionsfähig und stabil sind, was die Qualität eines Softwareprodukts verbessert. Monitoring ermöglicht es, die Leistung in Echtzeit im Blick zu behalten.
• Bessere Sicherheit: Die Sicherheit im DevOps kann ebenfalls verbessert werden, indem Sicherheitstests in die Continuous Integration-, Continuous Delivery- und Continuous Deployment-Pipeline integriert werden.
• Häufigere Releases: Kunden können häufiger Updates und Fehlerbehebungen erhalten, was zu einer höheren Kundenzufriedenheit führt. 

Wie kann man eine DevOps-Kultur einführen?

Der Übergang zu DevOps erfordert einen Wandel in der Unternehmenskultur und der Philosophie. Zu Beginn bedeutet die Einführung von DevOps oft, dass sich Operations- und Entwicklungsteam verpflichten, die bestehenden Probleme und technischen Grenzen in jeder Phase des Softwareentwicklungsprozesses zu verstehen. 

Legen Sie Verbesserungs-KPIs fest, wie kürzere Durchlaufzeiten oder weniger Fehler in der Produktion. Durch die Kommunikation über Arbeitsaktivitäten hinweg können Sie die Grundlage für kontinuierliche Prozesse schaffen.

Untersuchen Sie die derzeit eingesetzten Entwicklungs- und IT-Operations-Tools. Identifizieren Sie Schwachstellen, etwa einen Schritt, der immer manuell erfolgt, oder ein Tool ohne Schnittstellen (APIs) zur Kommunikation mit anderen Tools. Ziehen Sie in Betracht, eine zentrale DevOps-Pipeline für das gesamte Unternehmen zu realisieren. Teammitglieder können dann problemlos von einem Projekt zum nächsten wechseln, ohne sich neu einarbeiten zu müssen. 

Nachdem die DevOps-Mentalität eingeführt wurde, entscheiden Sie, welche Metriken zur Erfolgsmessung eingesetzt werden sollen, und identifizieren Sie die zukünftig verwendeten Tools (mehr dazu später). Um sich kontinuierlich zu verbessern, konzentrieren Sie sich auf Best Practices, Wissensaustausch und kontinuierliche Verbesserung. Identifizieren Sie Hindernisse, die Ihre KPIs beeinträchtigen, und optimieren Sie Ihre Werkzeuge und Technologien.

Das DevOps-Reifegradmodell umfasst 5 Stufen:

• Initial: ein traditionelles Modell, bei dem Entwicklungs- und Betriebsteam in Silos arbeiten.
• Gemanaged: der erste Schritt hin zu DevOps, wenn die Operations-Prozesse beginnen, automatisiert zu werden. Die Zusammenarbeit zwischen Entwicklung und Betrieb nimmt zu, da die Teams nicht mehr getrennt arbeiten. Es ist eine Proof-of-Concept-Phase.
• Definiert: Automatisierungsprozesse für alle Praktiken (einschließlich Entwicklung und Testing) werden definiert und eingeführt. Die Veränderungen werden auf organisatorischer Ebene umgesetzt.
• Gemessen: Die Teams tauschen Wissen aus und passen ihre Praktiken dank etablierter Prozesse und Tools an. Automatisierung und Tool-Kommunikation verbessern sich und Richtlinien werden genutzt, um Standards durchzusetzen.
• Optimiert: Die Ergebnisse werden durch kontinuierliche Verbesserung sichtbar. DevOps kann sich auf mehrere Toolsets oder Verfahren ausweiten. Beispielsweise werden kundenorientierte Apps (in der Regel B2C-Apps) häufiger veröffentlicht, während sich FinTech-Anwendungen eher an DevSecOps-Prinzipien halten.

DevOps-Tools

Die DevOps-Methodik konzentriert sich auf die Automatisierung von Softwareentwicklungsaktivitäten wie Build, Test und Deployment, um eine schnellere Markteinführungszeit, hochwertige Produkte sowie weniger Feature-Fehler und Rollbacks zu erreichen. Angesichts all dessen hilft der richtige Tool-Stack dabei, eine erfolgreiche DevOps-Kultur sicherzustellen.

Die Tools und Technologien, die Entwicklungs- und Betriebsteams im gesamten Software-Lebenszyklus unterstützen, werden als DevOps-Toolchain bezeichnet. Zu den zentralen DevOps-Elementen zählen Continuous Integration, Continuous Delivery, Automatisierung und Zusammenarbeit.

Welche sind also gängige Tools, die im DevOps eingesetzt werden?

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Planungstools

Dies sind im Wesentlichen dieselben Werkzeuge wie in agilen Entwicklungs-Methoden. Eines der beliebtesten Tools in dieser Phase ist vermutlich Jira. Falls Sie damit nicht vertraut sind: Es handelt sich um ein Projektmanagement-Tool von Atlassian, das für Agile-Teams entwickelt wurde, um Aufgaben, Issues und Bugs zu verfolgen. Es lässt sich mit vielen anderen Tools integrieren, die in weiteren Phasen des DevOps-Prozesses genutzt werden.

Gute Kommunikation ist in DevOps essentiell – sowohl in der Planungsphase als auch in allen anderen, daher empfiehlt es sich, eine Messaging-Anwendung einzusetzen, die sich mit anderen Tools integrieren lässt. Solche Anwendungen sind z.B. Slack (ebenfalls von Atlassian) oder Microsoft Teams.

Versionskontrollwerkzeuge

Versionskontrollsysteme helfen Anwendungsentwicklungs-Teams dabei, Änderungen am Quellcode im Zeitverlauf zu verwalten. Sie unterstützen Softwareteams dabei, schneller und effizienter zu arbeiten, wenn Entwicklungsumgebungen komplexer werden.

Versionskontrolllösungen helfen insbesondere dabei, die Entwicklungszeit zu verkürzen und die Erfolgsquote bei Deployments zu erhöhen. Git ist wahrscheinlich das am weitesten verbreitete Tool für Versionskontrolle, aber einige Teams bevorzugen auch TFS, SVN oder GitHub für Source Control.

Continuous-Integration-Werkzeuge

Continuous-Integration-Werkzeuge wenden automatisierte Tests auf Entwicklungs-Branches an und ermöglichen es, bei erfolgreichen Builds in den Hauptbranch zu mergen. Sie liefern zudem kontinuierliches Feedback durch Echtzeit-Chat-Benachrichtigungen des Teams per einfacher Integration. Zu den bekanntesten Tools zählen Jenkins (ein Open-Source-Tool), Circle CI und AWS.

Konfigurationsmanagement-Tools

Im gesamten DevOps-Lebenszyklus bezieht sich das Konfigurationsmanagement auf die Wartung und Steuerung der Komponenten großer, komplexer Systeme in einem bekannten, konsistenten und festgelegten Zustand. Zu den Komponenten von IT-Systemen zählen beispielsweise Server, Netzwerke, Speicher und Anwendungen.

Die Konfigurationsmanagement-Tools sorgen dafür, dass der Bereitstellungsprozess nahtlos und konsistent im gesamten Produktionsprozess abläuft. Zu den bemerkenswerten Tools für das Konfigurationsmanagement gehören Ansible, Puppet und Chef.

Tools für kontinuierlichen Betrieb

Tools für kontinuierlichen Betrieb werden verwendet, um den Prozess des Starts der App und ihrer Updates zu automatisieren. Durch Continuous Operations wird Ausfallzeit vermieden, indem Container-Management-Lösungen wie Kubernetes und Docker genutzt werden. Diese Container-Management-Technologien erleichtern die Entwicklung, das Testen und die Bereitstellung einer App über verschiedene Umgebungen hinweg erheblich.

Ist DevOps das Richtige für Sie?

Auch wenn keine Methodik für alle passt, haben Sie jetzt vermutlich ein klareres Bild davon, was DevOps ist und was Sie benötigen, um es umzusetzen. Basierend darauf und weiteren Informationen zu DevOps-Preisen können Sie entscheiden, ob DevOps als Prozess zu den Zielen Ihres Teams passt.

Wenn Sie also erkunden, wie Sie DevOps implementieren oder effizienter skalieren können, sollten Sie eine Zusammenarbeit mit dem richtigen Nearshore-Softwareentwicklungspartner in Erwägung ziehen.

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