1.1 起源

一般認(rèn)為，DevOps的出現(xiàn)源于兩個(gè)因素：敏捷軟件方法的廣泛采用以及IT基礎(chǔ)設(shè)施即程序代碼的管理方式。我們分別來(lái)看一看。

1.1.1 敏捷軟件開(kāi)發(fā)方法

在20世紀(jì)末期，主流的軟件開(kāi)發(fā)方法是圖1.3所示的所謂“瀑布模型”：順序式執(zhí)行預(yù)定義的階段，每個(gè)階段花很長(zhǎng)時(shí)間，并以達(dá)成先前協(xié)商好的結(jié)果作為結(jié)束；很多時(shí)候，只有在前一個(gè)階段已經(jīng)完整且正式完工時(shí)，才能轉(zhuǎn)移到下一個(gè)階段。這個(gè)模型的另一個(gè)顯著特征是，每個(gè)階段所涉及的人員職能有專(zhuān)業(yè)化的分工：分析師、架構(gòu)師、開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員等。

當(dāng)開(kāi)發(fā)的是功能可預(yù)先定義、對(duì)快速產(chǎn)品交付沒(méi)有或很少有要求的大型信息系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)模型能夠確保我們創(chuàng)建高質(zhì)量產(chǎn)品并進(jìn)行有效與精細(xì)的成本控制。

然而，在20世紀(jì)90年代末期，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與Web編程的快速發(fā)展，瀑布模型的消極作用開(kāi)始顯現(xiàn)，影響到信息系統(tǒng)客戶(hù)（內(nèi)部或外部業(yè)務(wù)）與提供者（內(nèi)部或外部軟件開(kāi)發(fā)者）之間的交互和理解。事實(shí)上，對(duì)業(yè)務(wù)客戶(hù)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)不斷涌現(xiàn)，這要求團(tuán)隊(duì)能夠快速發(fā)布（最多在幾個(gè)月之內(nèi)）新產(chǎn)品到市場(chǎng)上。然而，從項(xiàng)目啟動(dòng)到第一個(gè)可運(yùn)行原型的典型開(kāi)發(fā)閉環(huán)，可能要花6到18個(gè)月時(shí)間；而在大型企業(yè)中，甚至需要2到3年。此外，隨著很多在之前并不為人知曉但有潛在前景的市場(chǎng)機(jī)會(huì)涌現(xiàn)，客戶(hù)的需求在開(kāi)發(fā)過(guò)程中很可能會(huì)發(fā)生變化，這樣一來(lái)，要有效應(yīng)對(duì)市場(chǎng)機(jī)會(huì)而不延誤截止日期，且同時(shí)還不降低產(chǎn)品質(zhì)量，就變得極為困難，如圖1.4所示。

因此，這就造成了客戶(hù)與提供者之間的緊張關(guān)系，這種緊張關(guān)系存在于核心業(yè)務(wù)與軟件開(kāi)發(fā)者之間。創(chuàng)新性的開(kāi)發(fā)方法是應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)的答案。Ken Schwaber（肯·施瓦伯）出版了幾本關(guān)于Scrum的書(shū)。Kent Beck（肯特·貝克）出版了《極限編程》。不過(guò)，這些新想法的應(yīng)用效果差強(qiáng)人意，主要因?yàn)樗魂P(guān)注于軟件開(kāi)發(fā)周期的其中一個(gè)階段——即實(shí)際開(kāi)發(fā)階段，而所遇到的問(wèn)題往往涉及更大的范圍。端到端的軟件開(kāi)發(fā)周期需要簡(jiǎn)化和加速。

2001年，Schwaber（施瓦伯）、Beck（貝克）與其他15位專(zhuān)家聯(lián)合發(fā)起一場(chǎng)聚會(huì)，共同討論當(dāng)前的問(wèn)題并嘗試找出解決方案。這次聚會(huì)的成果就是著名的《敏捷宣言》，用以彌補(bǔ)業(yè)務(wù)與軟件開(kāi)發(fā)之間的空白。敏捷宣言的其中一位作者羅伯特·馬丁（Robert C. Martin）如此解釋道：

“當(dāng)使用正確的準(zhǔn)則及正確的最簡(jiǎn)過(guò)程的時(shí)候，開(kāi)發(fā)者與業(yè)務(wù)方之間的信任就能自然浮現(xiàn)并發(fā)展起來(lái)。業(yè)務(wù)方會(huì)開(kāi)始信任開(kāi)發(fā)者，而不再認(rèn)為他/她們是慵懶、討厭的生物，開(kāi)發(fā)者也會(huì)開(kāi)始關(guān)注業(yè)務(wù)，并意識(shí)到他/她們是理性與理智的人，而不是從其他星球來(lái)的物種。”

隨后，編程人員和項(xiàng)目管理者社區(qū)發(fā)展并采納了敏捷方法，極大地加速與重構(gòu)了軟件開(kāi)發(fā)。

敏捷開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵元素有客戶(hù)與開(kāi)發(fā)者之間更緊密的交互、批量大小的降低、以短間隔（周期）交付的產(chǎn)品以及團(tuán)隊(duì)的有限規(guī)模。

使用敏捷方法，軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)每隔2到4周發(fā)布一個(gè)新的可行產(chǎn)品。最終用戶(hù)可以更近距離地參與到開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中，確保快速的反饋，并由此激發(fā)更快速的變更。

但是在許多公司，棄用瀑布模型轉(zhuǎn)向敏捷開(kāi)發(fā)的實(shí)際效果卻小于預(yù)期。從這些公司中觀察到的敏捷收益缺失，通常與瀑布的優(yōu)勢(shì)或者敏捷的劣勢(shì)無(wú)關(guān)。事實(shí)上，問(wèn)題的根源在于代碼開(kāi)發(fā)僅僅是一個(gè)很長(zhǎng)的價(jià)值鏈中間的一環(huán)。

實(shí)際上，在開(kāi)發(fā)之前還有不少的環(huán)節(jié)，比如致力于識(shí)別業(yè)務(wù)需求并對(duì)這些需求進(jìn)行闡釋、分析和排序等。

此外，在開(kāi)發(fā)之后應(yīng)用需要快速部署到生產(chǎn)環(huán)境，以便客戶(hù)能收到向自己承諾的所有收益，并提供反饋給開(kāi)發(fā)人員。然而，對(duì)于成立于2010年之前的IT組織，IT基礎(chǔ)設(shè)施幾乎都是基于多年前采購(gòu)的剛性、昂貴的硬件，它們獲取IT預(yù)算很難，新采購(gòu)的預(yù)算流程也相當(dāng)長(zhǎng)。

還有，在大量的組織中，基礎(chǔ)設(shè)施處在相當(dāng)脆弱的狀態(tài)中。造成這種脆弱性的一個(gè)因素，是IT解決方案極其復(fù)雜，在基礎(chǔ)設(shè)施中可能有成千上萬(wàn)個(gè)相互連接的組件。另一個(gè)因素可能是缺乏IT系統(tǒng)文檔以及這些文檔的迅速過(guò)時(shí)，人員的流失又持續(xù)加劇了知識(shí)的遺失。

在許多組織中，觸碰IT基礎(chǔ)設(shè)施是相當(dāng)不安全的。變更對(duì)IT運(yùn)維部門(mén)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)最大的“夢(mèng)魘”，而不斷到來(lái)的變更“洪流”，真的可能招致災(zāi)難性的后果。

這樣一來(lái)，就降低了使用敏捷方法可能獲得的積極收益，先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)方法由于IT運(yùn)維側(cè)的阻礙而停滯不前。

1.1.2 管理基礎(chǔ)設(shè)施即代碼

在基礎(chǔ)設(shè)施即代碼的管理方式涌現(xiàn)之前，有兩種技術(shù)已經(jīng)發(fā)展起來(lái)：虛擬化和云計(jì)算。

軟件和硬件環(huán)境虛擬化的歷史始于很久以前，可以追溯到1964年IBM CP-40操作系統(tǒng)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)發(fā)展，虛擬化技術(shù)取得了可觀的進(jìn)步。大型機(jī)上的首個(gè)可商業(yè)化應(yīng)用的系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，那些基于Intel x86架構(gòu)的更通用的機(jī)器所用的系統(tǒng)，出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代。圖1.5顯示了從1964年到2008年與虛擬化有關(guān)的關(guān)鍵事件數(shù)量，如果我們能看得更遠(yuǎn)，這個(gè)圖上的數(shù)據(jù)在近年來(lái)并沒(méi)有停歇。

虛擬化不僅使更有效地使用昂貴而強(qiáng)大的硬件成為可能，還在提供有用功能的可執(zhí)行代碼與背后的系統(tǒng)軟件之間引入了一個(gè)額外的抽象層。這在分離“應(yīng)用工程師”和“系統(tǒng)工程師”的能力與職責(zé)的方向上邁出了重要的一步，也為這些概念建立了更廣泛的認(rèn)知。

云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展更快。到了20世紀(jì)90年代中期，電信公司給它們的客戶(hù)提供了廣域網(wǎng)（WAN）服務(wù)，通過(guò)直接布線將每個(gè)客戶(hù)的相關(guān)端點(diǎn)連接起來(lái)。但是，隨著專(zhuān)用虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（VPN，虛擬專(zhuān)用網(wǎng)）的涌現(xiàn)，通過(guò)同一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸信道來(lái)發(fā)送不同客戶(hù)的數(shù)據(jù)包，并提供必要層級(jí)的安全性、私密性與服務(wù)質(zhì)量，都成為可能。在那個(gè)時(shí)候，云服務(wù)供應(yīng)商開(kāi)始使用云的符號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)客戶(hù)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和共享網(wǎng)絡(luò)之間的邊界及各自職責(zé)的分離。

有了長(zhǎng)距離傳輸數(shù)據(jù)的新能力，客戶(hù)開(kāi)始使用這種技術(shù)，不僅是在遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間交換信息，也可以在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間分布計(jì)算負(fù)載。隨后，讓這個(gè)交互過(guò)程變得簡(jiǎn)單與廉價(jià)的技術(shù)也出現(xiàn)了。小型的去服務(wù)供應(yīng)商邁出了最初的步伐，但真正重大的變化出現(xiàn)在2006年，在這一年亞馬遜推出了ECC（可伸縮的計(jì)算云）。很快，在2008年，微軟發(fā)布了它的服務(wù)Azure，谷歌也推出了Google App Engine，之后升級(jí)為Google Cloud Platform。當(dāng)然，這些并不是出租云計(jì)算能力僅有的例子，但它們最有影響力。

虛擬化與云技術(shù)已經(jīng)顯著改變了計(jì)算領(lǐng)域的格局。商業(yè)提供者提供的資源已經(jīng)成為負(fù)擔(dān)得起且可靠的選擇，同時(shí)也保證了必要級(jí)別的安全性。客戶(hù)對(duì)云的態(tài)度及應(yīng)用，也從“有人正在某個(gè)地方控制著我的硬件”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔疫h(yuǎn)程管理著我的基礎(chǔ)設(shè)施”。

遠(yuǎn)程管理基礎(chǔ)設(shè)施意味著什么？讓我們回憶UNIX系統(tǒng)的關(guān)鍵范式之一：系統(tǒng)所有必要的動(dòng)作，都應(yīng)該能夠通過(guò)命令行（所以使用腳本）來(lái)訪問(wèn)。圖形化的用戶(hù)界面很美，但它不是必需的。

現(xiàn)在，我們結(jié)合虛擬的云技術(shù)和命令行界面來(lái)處理所有任務(wù)。結(jié)果是，IT專(zhuān)業(yè)人士能夠使用文本命令創(chuàng)建其所需要的IT基礎(chǔ)設(shè)施組件，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)組件以及它們之間的所有接口、設(shè)置和配置。自動(dòng)化程度得以大幅提升，因而變更實(shí)施的速度也大幅提升。之前，基于內(nèi)部硬件來(lái)部署一個(gè)IT基礎(chǔ)設(shè)施，需要以下流程。

 

● 申請(qǐng)與審批預(yù)算（幾周或幾個(gè)月）。

● 等待下一個(gè)采購(gòu)周期（幾個(gè)月）。

● 給供應(yīng)商下訂單及支付（幾天）。

● 等待交付（幾周或幾個(gè)月）。

● 接收、安裝、配置及準(zhǔn)備使用（幾天或幾周）。

 

今天，創(chuàng)建類(lèi)似的IT基礎(chǔ)設(shè)施，可能只需要走兩個(gè)流程：

 

● 運(yùn)行一個(gè)腳本，等它執(zhí)行完畢（幾分鐘，很少會(huì)是幾小時(shí)）；

● 在月末與云提供商結(jié)賬。

 

也就是說(shuō)，只需要程序代碼，就可以創(chuàng)建出所需的基礎(chǔ)設(shè)施。不光只是創(chuàng)建，還可以把基礎(chǔ)設(shè)施視同代碼進(jìn)行管理：進(jìn)行版本控制、變更追蹤、調(diào)試、重用之前版本等。在第3章中，我們會(huì)再次展開(kāi)討論。

結(jié)束這部分之前，我們也承認(rèn)，有些相對(duì)老舊的技術(shù)已經(jīng)獲得了第二次生命。例如，操作系統(tǒng)層面的虛擬化，在20世紀(jì)80年代的許多UNIX系統(tǒng)上就已經(jīng)做到了。然而嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化成功，即通常被稱(chēng)為容器化的技術(shù)，到21世紀(jì)前10年的后半段才出現(xiàn)，這與前面描述的事件相吻合。當(dāng)初的chroot機(jī)制在功能和能力上頗受制約，而如今在容器之間隔離文件系統(tǒng)、分配磁盤(pán)空間、限制可用RAM/處理器時(shí)間或I/O帶寬等，都已然成為可能。

1.1.3 這是必然的

通過(guò)對(duì)DevOps起源的回溯，我們可以得出以下的結(jié)論。

首先，由于與業(yè)務(wù)客戶(hù)交互的新方式的涌現(xiàn)以及敏捷開(kāi)發(fā)技術(shù)的充分應(yīng)用，對(duì)新的IT管理方法的需求變得愈加迫切。

其次，隨著新的基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)的涌現(xiàn)，用不一樣的方式來(lái)組織IT工作，也成為了可能。

用現(xiàn)實(shí)的視角來(lái)看待前面理查德·斯托曼（R. Stallman）的話（雖然看起來(lái)他對(duì)云計(jì)算似乎有些誤解），我們可以斷定，遲早會(huì)出現(xiàn)某種類(lèi)似DevOps的東西。