Всем привет! Специально для тех, кто хочет освоить эту профессию, мы подготовили обзор основных инструментов, необходимых для создания DevOps-процессов.
Инструменты CI/CD: Jenkins
Одним из популярных инструментов является Jenkins. Также широко используются альтернативы, такие как GitLab CI, GitHub Actions и другие. Они предназначены для создания автоматизированных конвейеров («пайплайнов»), которые собирают приложения, запускают тесты и другие проверки, а затем развёртывают приложения в конечной среде. Эффективные инструменты CI/CD должны интегрироваться с Git, Docker‑реестрами и облачными платформами, а также поддерживать концепцию «pipeline‑as‑code».
Контейнеризация и оркестрация: Docker, Docker Swarm, Kubernetes
Docker
Для развёртывания и публикации приложения на виртуальных машинах в облачной среде необходимо понять, как именно приложение упаковано и работает в конечной среде.
11 лет назад был создан Docker — мощный инструмент для упаковки и запуска приложений (существуют и аналогичные инструменты, такие как Podman и Containerd). Docker позволяет поместить ваше приложение в стандартизированные блоки, называемые контейнерами. Они включают в себя системные инструменты, библиотеки и среду выполнения. Это значительно ускоряет и упрощает разработку. Самое важное, что с помощью Docker вы можете быстро развёртывать и масштабировать приложения в любой среде, будучи уверенными, что ваш код будет работать корректно.
Использование контейнеров позволяет эффективнее управлять ресурсами и обеспечивает изоляцию приложений, что повышает их безопасность. Благодаря этому DevOps‑инженеры могут сосредоточиться на улучшении качества кода и автоматизации процессов, не беспокоясь о проблемах совместимости и конфигурации окружения.
Docker Swarm
Это инструмент для управления кластерами контейнеров Docker. Он объединяет в единый кластер Docker‑хосты и управляет им, упрощая автоматическую балансировку нагрузки, масштабирование приложений и обновление контейнеров.
Docker Swarm использует концепцию узлов, разделяя их на менеджеры (managers) и рабочие узлы (workers). Менеджеры отвечают за управление кластером, координируя действия рабочих узлов, которые выполняют задания и запускают контейнеры.
Одним из главных преимуществ Docker Swarm является его простота настройки и использования. Интеграция с Docker Engine делает его доступным для тех, кто уже знаком с Docker. Docker Swarm предоставляет удобные функции для декларативного описания сервисов, позволяя легко управлять состоянием приложений и поддерживать их на необходимом уровне.
Kubernetes
Предположим, что вы создали Docker‑образы в своём конвейере CI/CD и запустили приложение как Docker‑контейнер на сервере облачной платформы. Воодушевившись простотой и удобством развёртывания, вы решили масштабировать своё приложение. Однако это привело к ряду вопросов:
Как упростить запуск докеризированных микросервисных приложений?
В случае сбоя возникает необходимость перезапуска приложений, как это сделать?
Как масштабировать и реплицировать приложения или микросервисы при высокой нагрузке?
Как развернуть распределённые кластеры баз данных и обеспечить постоянную доступность приложения, если его отдельные компоненты выйдут из строя?
Как управлять сетью из сотен контейнеров, работающих на нескольких серверах?
Все эти задачи можно решить с помощью Kubernetes — мощного инструмента для управления контейнерами. Он использует концепцию узлов, разделяя их на мастер‑узлы и рабочие узлы. Мастер‑узлы управляют кластером, планируют поды и следят за состоянием системы, в то время как рабочие узлы запускают и выполняют поды. Kubernetes также предоставляет возможности автоматического восстановления, сетевые политики, которые объединяют тысячи контейнеров в единую систему, и множество других полезных функций. Используя Kubernetes, вы сможете эффективнее управлять вашим приложением и масштабировать его без существенных трудностей.
Мониторинг и визуализация: Prometheus и Grafana
Предположим, что у вас есть множество контейнеров. А что, если в кластере что‑то пойдёт не так? У вас есть приложения с отличной системой журналирования, но вы не будете вручную проверять все журналы и метрики множества экземпляров приложений, чтобы понять, что происходит (например, попытка взлома приложения при отсутствии сигнала тревоги, чрезмерная нагрузка на базы данных, атака на серверы и т. д.). При таких объёмах вам будут необходимы инструменты автоматического мониторинга и оповещения, которые проанализируют данные из журналов и предупредят вас о случаях аномального поведения (это могут быть атаки или неправильная конфигурация манифестов Kubernetes или Docker Swarm, приводящие к беспорядку в кластере). Мониторинг и оповещения должны охватывать все уровни, включая инфраструктуру, среду выполнения контейнеров и само приложение.
Для этого в Kubernetes и Docker Swarm часто используют Prometheus. Этот инструмент предоставляет набор возможностей для мониторинга (Prometheus Server) и оповещений (Alertmanager). Prometheus собирает и хранит метрики из различных источников, таких как узлы кластера, контейнеры и приложения. Он использует язык запросов PromQL для фильтрации и агрегации метрик, позволяя получать детальную информацию о состоянии системы.
Для визуализации данных и построения различных графиков часто добавляют Grafana. Этот инструмент позволяет создавать наглядные дашборды, отображающие ключевые показатели производительности, состояние кластера и приложения. Вы можете настраивать дашборды под свои нужды.
Сочетание Prometheus и Grafana обеспечивает мощный и гибкий механизм мониторинга и оповещения, который поможет вам своевременно обнаруживать и решать проблемы в вашем кластере.
Инфраструктура как код (IaC): Terraform
Представьте, что вы настраиваете кластер на платформе любого провайдера облачных услуг, доступного в вашем регионе. У вас есть множество серверов с запущенными на них контейнерами. Вы настроили мониторинг и другие сервисы в кластере. Если по какой‑либо причине (атаки, неправильные конфигурации и прочее) всё это упадёт, то как можно всё восстановить?
Вручную это делать долго и сложно, поэтому на помощь придёт инструмент Terraform и концепция «инфраструктура‑как‑код» (IaC). С помощью Terraform вы можете описать всю конфигурацию: ресурсы для развёртывания, кластеры Kubernetes, все сервисные установки. Если что‑то случится, то вы просто снова запустите скрипт, который автоматически воссоздаст всю инфраструктуру.
Управление конфигурацией: Ansible
Часто возникает необходимость работать непосредственно с операционной системой, например, устанавливать обновления на рабочих узлах Kubernetes. В этом могут помочь инструменты управления конфигурацией, такие как Ansible.
Ansible позволяет писать сценарии (плейбуки, playbook), в которых описаны все необходимые действия. Вам достаточно предоставить список серверов в качестве целей, и инструмент автоматически выполнит все команды. Ansible автоматизирует установку обновлений, конфигурирование системных параметров, развёртывание приложений и многое другое.
После выполнения сценариев Ansible предоставляет сводные отчёты, которые показывают результат выполненных операций. Это упрощает управление и контроль за состоянием ваших серверов и рабочих узлов.
Использование Ansible в сочетании с Terraform, Kubernetes и Docker Swarm позволяет создать комплексную и гибкую систему управления вашей инфраструктурой, обеспечивая её надёжность и стабильность.
Среда разработки: Visual Studio Code
Это мощный и универсальный текстовый редактор, предлагающий широкий спектр возможностей для разработчиков. В контексте управления инфраструктурой и разработки приложений VS Code может быть невероятно полезен. Благодаря поддержке множества расширений, вы можете значительно упростить работу с Kubernetes, Docker, Terraform и Ansible. Расширения для Kubernetes и Docker позволяют вам управлять кластерами и контейнерами прямо из редактора, что ускоряет разработку и развёртывание. С помощью VS Code можно легко редактировать конфигурационные файлы Terraform, Ansible плейбуки, манифесты Kubernetes и т. д.
Подсветка синтаксиса и автодополнение упрощают написание и проверку конфигураций, уменьшая вероятность ошибок. Встроенный терминал позволяет выполнять команды и скрипты прямо из редактора. Вам не придётся переключаться между разными окнами или инструментами.
Расширение Live Share в VS Code позволяет совместно работать с коллегами в реальном времени. Вы можете совместно редактировать код, обсуждать изменения и решать проблемы, что особенно полезно для распределённых команд.
Использование Visual Studio Code в сочетании с другими инструментами, такими как Kubernetes, Docker Swarm, Terraform и Ansible, позволяет создать интегрированную и эффективную среду разработки и управления инфраструктурой. Это делает вашу работу более организованной, продуктивной и управляемой.
Управление кодом: Git
Это система контроля версий, которая поможет вам отслеживать изменения в вашем коде и работать над проектами вместе с другими людьми. Если вы когда‑нибудь сохраняли разные версии файлов, чтобы не потерять важные изменения, то знаете, как это бывает полезно. Git делает это на новом уровне — автоматически и намного удобнее.
Представьте, что вы работаете над проектом вместе с командой. С Git вы можете сохранять «снимки» вашего кода в разные моменты времени. Эти «снимки» называются коммитами. Они позволяют вам видеть, какие изменения были сделаны и кем, а также вернуться к любой предыдущей версии, если что‑то пошло не так.
С Git вы можете создавать ветки для новых функций или исправлений. Ветка — это как отдельная дорожка, на которой вы можете работать, не мешая основной части проекта. Когда вы закончите работать над новой функцией, то можете объединить («влить») вашу ветку с основной веткой проекта.
Git также позволяет вам работать совместно с другими людьми через платформы, такие как GitHub или GitLab. Вы можете отправлять свой код в удалённый репозиторий и получать изменения от других членов команды.
Git сделает вашу работу более организованной и позволит легко управлять всеми изменениями в проекте.
Операционные системы: Linux
Знание и умение работать с операционной системой Linux является неотъемлемой частью DevOps‑процесса. Linux играет ключевую роль в управлении инфраструктурой, развёртывании приложений и настройке серверов. Большинство инструментов, которые мы обсуждали ранее — такие как Kubernetes, Docker, Terraform и Ansible, — работают на Linux.
Основные навыки для DevOps-инженера:
Работа с командной строкой. Вам нужно уметь использовать команды для навигации по файловой системе, управления файлами, установки пакетов и выполнения скриптов.
Умение управлять пакетами и устанавливать программное обеспечение через менеджеры пакетов.
Конфигурирование сетевых параметров, таких как IP‑адреса и порты, маршрутизация и управление брандмауэрами.
Важно уметь создавать и управлять пользователями и группами, а также назначать права доступа к файлам и директориям.
Умение читать и анализировать системные журналы и метрики поможет вам следить за состоянием системы и выявлять потенциальные проблемы.
Заключение
При создании процессов DevOps важно не только знать и использовать перечисленные инструменты по отдельности, но и уметь интегрировать их в единый, слаженно работающий механизм. Ваша цель — создать систему, где все компоненты взаимосвязаны и работают в гармонии, обеспечивая автоматизацию, стабильность и производительность.
Такая интеграция позволит вам автоматизировать весь жизненный цикл разработки и развёртывания, обеспечивая высокое качество и надёжность приложений и инфраструктуры. Умение комбинировать эти инструменты и эффективно интегрировать их в рабочий процесс — это ключевой навык для успешного DevOps‑инженера.
