■ 河北移動 魏春來 付永振

編者按：微服務(wù)的應(yīng)用將帶來大量問題，比如單體如何拆分成多個微服務(wù)，分布式事務(wù)問題，依賴管理變得復(fù)雜，測試更加困難，故障更難于定位等等，本文將探討適配企業(yè)客戶IT運(yùn)維和開發(fā)現(xiàn)狀與環(huán)境的綜合解決方法。

基于微服務(wù)的DevOps研究意義

微服務(wù)能解決單體應(yīng)用及SOA帶來的問題，但是微服務(wù)也會帶來問題。微服務(wù)所面對的問題需要一個適配企業(yè)客戶IT運(yùn)維和開發(fā)現(xiàn)狀與環(huán)境的綜合解決方法。

基于微服務(wù)的DevOps運(yùn)營體系，通過持續(xù)集成、持續(xù)交付和持續(xù)部署（CI/CD）的方法，梳理敏捷開發(fā)流程，將開代碼、構(gòu)建、測試等環(huán)節(jié)由線下轉(zhuǎn)為線上，為企業(yè)提供軟件持續(xù)集成發(fā)布平臺。通過軟件持續(xù)集成發(fā)布平臺可提升企業(yè)軟件交付的效率。

基于微服務(wù)的DevOps功能實現(xiàn)

1.技術(shù)背景

（1）容器云下的微服務(wù)管控（CAAS）

圖1 微服務(wù)管控邏輯架構(gòu)

雖然微服務(wù)不需要使用容器來實現(xiàn)，但同時使用微服務(wù)與容器這兩種技術(shù)是有益的。當(dāng)使用容器時，軟件所需要的所有東西都被打包成獨立的、輕量級的捆綁包，使部署和操作更加容易。使用Kubernetes開源系統(tǒng)，用于自動化容器應(yīng)用程序的部署、擴(kuò)展和管理。微服務(wù)管控邏輯架構(gòu)如圖1所示。

（2）CaaS在DevOps體系中所處位置

持續(xù)集成是一種軟件開發(fā)實踐，即團(tuán)隊開發(fā)成員經(jīng)常集成它們的工作，通過每個成員每天至少集成一次，也就意味著每天可能會發(fā)生多次集成。每次集成都通過自動化的構(gòu)建（包括編譯，發(fā)布，自動化測試）來驗證，從而盡早地發(fā)現(xiàn)集成錯誤。

持續(xù)部署是通過自動化的構(gòu)建、測試和部署循環(huán)來快速交付高質(zhì)量的產(chǎn)品。某種程度上代表了一個開發(fā)團(tuán)隊工程化的程度，畢竟快速運(yùn)轉(zhuǎn)的互聯(lián)網(wǎng)公司人力成本會高于機(jī)器，投資機(jī)器優(yōu)化開發(fā)流程化也相對提高了人的效率。

持續(xù)集成、持續(xù)交付和持續(xù)部署提供了優(yōu)秀的DevOps環(huán)境，而微服務(wù)管控是DevOps環(huán)境實現(xiàn)的基礎(chǔ)。微服務(wù)管控（CAAS）在DevOps體系中所處位置。

2.業(yè)務(wù)需求

按DevOps運(yùn)營體系建設(shè)打造整體全面的平臺能力，主要包含環(huán)境管理、構(gòu)建庫管理、集成管理、部署流水線、測試管理、自動化管理、調(diào)度管理、應(yīng)用資源管理、發(fā)布監(jiān)控管理和交付看板管理等內(nèi)容。重點放在開發(fā)流水線、測試流水線和發(fā)布流水線等自動化能力。

3.業(yè)務(wù)實現(xiàn)

持續(xù)集成發(fā)布平臺應(yīng)由五部分組成：CI模塊、CAAS模 塊、CSA模 塊、ATP模 塊和DevOps Dashboard。 其中CI模塊為持續(xù)集成模塊，內(nèi) 部 由 Jenkins、SVN、GIT、Maven、Sornarqube等 構(gòu) 件封裝而成，用于支持持續(xù)集成過程中的各項活動；CAAS模塊為持續(xù)發(fā)布模塊，主要基于Kubernetes及其它開源項目商業(yè)化封裝而成，用于支持持續(xù)交付過程中的各項活動，并且為測試環(huán)境、準(zhǔn)發(fā)布環(huán)境提供基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境（容器云）；CSA模塊為持續(xù)部署模塊，主要基于Ansible商業(yè)封裝后構(gòu)建而成，用于支持測試環(huán)境/準(zhǔn)發(fā)布環(huán)境向生產(chǎn)環(huán)境（非容器環(huán)境）遷移部署過程中的活動；ATP模塊為自動化測試模塊，用于支持集成測試、自動化功能測試以及性能測試過程；最后DevOps Dashboard則是面向用戶使用設(shè)計的統(tǒng)一界面，通過該界面對其它平臺提供的功能進(jìn)行能力封裝，使其具備流水線自由編排及調(diào)度的功能。CI/CD過程的業(yè)務(wù)執(zhí)行邏輯如圖2所示。

圖2 CI/CD過程的業(yè)務(wù)執(zhí)行邏輯

（1）流水線定義流水線模板包括開發(fā)流水線、測試流

水線和發(fā)布流水線，包含代碼構(gòu)建，內(nèi)置jenkins集成，可對接 git、svn軟件代碼倉庫，自動化打包管理，版本管理，實現(xiàn)開發(fā)集群的自動化部署。各流水線模板涵蓋的持續(xù)集成與發(fā)布動作如表1。

4.用戶與平臺的交互

為了清晰描述用戶如何通過持續(xù)集成發(fā)布平臺實現(xiàn)敏捷開發(fā)與交付過程，本節(jié)將對用戶與平臺的交互過程進(jìn)行詳細(xì)論述：

（1）開發(fā)流水線

第一步：研發(fā)人員向代碼庫提交代碼。研發(fā)人員在完成代碼單元的編寫后，可以通過IDE插件向SVNGITGITHUB提交代碼，提交時需要一并提交maven工程文件、源碼、數(shù)據(jù)庫DDLDML文件等，代碼庫會根據(jù)其類型自動歸類；

表1 流水線模板

第二步：Jenkins抽取代碼。開發(fā)經(jīng)理根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)置Jenkins的持續(xù)集成條件，包括代碼提交觸發(fā)、定時觸發(fā)、腳本觸發(fā)等。Jenkins會根據(jù)條件自動從代碼倉庫中拉取代碼到本地；

第三步：代碼編譯。Jenkins將調(diào)用Maven組件對已抽取到本地的代碼進(jìn)行編譯，如果不通過則向研發(fā)人員的IDE推送異常事件；

第四步：單元測試及代碼質(zhì)量檢查。無論代碼是否通過編譯，都可以選擇執(zhí)行單元測試和代碼質(zhì)量檢查， Jenkins將調(diào)用Xunit、Sonarqube分別進(jìn)行單元測試和代碼質(zhì)量檢查；

第五步：同步測試結(jié)果。將測試結(jié)果返回給DevOps Dashboard，同時也支持將測試結(jié)果返回至研發(fā)人員的IDE開發(fā)工具中；

第六步：打包。通過DevOps Dashboard觸發(fā)打包動作，準(zhǔn)備進(jìn)入測試流水線；

（2）測試流水線

第一步：準(zhǔn)備測試環(huán)境容器：通過DevOps Dashboard觸發(fā)CaaS平臺，生成測試所需的容器環(huán)境；

第二步：生成build環(huán)境。CaaS平臺從其標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫中拉取容器鏡像，生成包含tomcat、數(shù)據(jù)庫等構(gòu)件的容器環(huán)境1；

第三步 ：部署 Jar、War。DevOps Dashboard通知CI平臺向容器環(huán)境1中部署本次開發(fā)的JAR或WAR包；

第四步：執(zhí)行配置、數(shù)據(jù)庫初始化。DevOps Dashboard通知CSA平臺對容器環(huán)境1中的配置文件進(jìn)行自動修改，對數(shù)據(jù)庫環(huán)境進(jìn)行初始化。至此容器環(huán)境1已經(jīng)可以作為測試環(huán)境獨立運(yùn)行，容器環(huán)境1主要面向測試人員，用于新增功能的功能驗證測試；

第五步：生成測試鏡像。CAAS平臺將容器環(huán)境1打包生成測試鏡像；

第六步：生成測試環(huán)境。CAAS平臺利用上一部生成的測試鏡像生成一個與容器環(huán)境1完全相同的測試環(huán)境，即容器環(huán)境2；該環(huán)境主要面向自動化測試平臺，用于歷史功能的自動化功能回歸測試及性能測試；

第七步：執(zhí)行測試。DevOps Dashboard通 知ATP平臺開始自動化功能回歸測試及性能測試，并將測試結(jié)果反饋給DevOps Dashboard；至此測試流水線完成，下一步開始進(jìn)入發(fā)布流水線；

（3）發(fā)布流水線

第一步：發(fā)布。DevOps Dashboard通知CAAS平臺進(jìn)行版本發(fā)布動作，CAAS平臺從測試臨時庫中抽取測試環(huán)境，打包生成發(fā)布版本；

第二步：提交部署。CAAS平臺將發(fā)布版本遞交給CSA平臺，由CSA平臺向生產(chǎn)環(huán)境（以PC服務(wù)器為主）發(fā)布生產(chǎn)版本；

第三步：設(shè)定部署策略。用戶在該階段可以選擇設(shè)定部署策略，如藍(lán)綠部署、滾動部署、金絲雀部署策略等；

第四步：執(zhí)行部署策略。CSA平臺聯(lián)通生產(chǎn)環(huán)境，根據(jù)上一步設(shè)定的部署策略對生產(chǎn)環(huán)境中的服務(wù)器、負(fù)載均衡進(jìn)行部署策略執(zhí)行；

第五步：結(jié)果驗證。CSA對部署結(jié)果進(jìn)行驗證，并生成上線報告同步至DevOps Dashboard，供技術(shù)經(jīng)理閉環(huán)審閱。