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CI/CD: Definition und ausführlicher Leitfaden

Erfahren Sie alles über CI/CD in unserem ausführlichen Leitfaden für 2023! Beherrschen Sie die Continuous Delivery für eine schnellere und effizientere Bereitstellung von Anwendungen.

Überblick

Sie entwickeln eine Anwendung und möchten Ihre DevOps-Methode vertiefen, indem Sie Ihre Prozesse automatisieren? Sie haben von CI/CD gehört, brauchen aber einen Leitfaden? Dann ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie.

Definition von CI/CD

Üblicherweise beträgt der Rhythmus einer Implementierung etwa eine größere Aktualisierung alle drei bis sechs Monate… Das ist eine sehr lange Zeit.

In einem Devops -Ansatz, wo Sie versuchen, die time to market zu verkürzen, fragen Sie sich sicher, was ein wirksames Mittel wäre, um den Prozess zu beschleunigen. Hier kommt CI/CD ins Spiel, eine Methode, die versucht, die Softwareentwicklung zu automatisieren und zu beschleunigen.

Der Begriff CI/CD setzt sich aus zwei Akronymen für zwei wichtige Schritte zusammen: CI für Continuous Integrationoder Kontinuierliche Integration auf Deutsch; und CD für Continuous Delivery und Continuous Deployment, oder Kontinuierliche Lieferung und Kontinuierliche Bereitstellung auf Deutsch.

Häufig ist die Entwicklung einer Anwendung ein langwieriger Prozess, der in viele aufeinanderfolgende Schritte unterteilt ist. Der CI/CD-Ansatz ermöglicht somit die Bereitstellungsfrequenz zu beschleunigen, durch die Automatisierung der verschiedenen Entwicklungsstufen und durch die Überwachung aller Phasen des Lebenszyklus von Anwendungen.

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Kontinuierliche Integration, was ist das?

Die CI (oder kontinuierliche Integration) steht also für die Automatisierung von Entwicklungsprozessen. Es ist die Methode, bei der Entwickler/innen kleinere Iterationen in regelmäßigeren Abständen testen und implementieren. Es ist wichtig, dass sie sich auf die Umsetzung von Änderungen konzentrieren, anstatt bedeutende Änderungen nur einmalig zu implementieren.

Sie sind Entwickler/in, arbeiten an Ihrer Funktionalität und müssen eine Überprüfung Ihres Codes beantragen, um eine neue Version einzusetzen? Das CI wird einen Teil des Lieferprozesses kontrollieren, indem es sicherstellt, dass Ihre Unit-Tests abgespielt werden. In diesem Zusammenhang spielt CI eine entscheidende Rolle bei Fusions- oder Pull-Anträgen (MR/PR). Sie sorgt nicht nur dafür, dass Ihre Unit-Tests durchgeführt werden, sondern auch dafür, dass der Code sauber und fehlerfrei gehalten wird, und garantiert so einen reibungslosen Übergang zum produktiven Einsatz des Produkts.

Diese verschiedenen Aufnahmen von kleinen Untergruppen werden dann auf einem Tool veröffentlicht: dem SCM, oder Source Code Management Tool. Dieses zentralisiert im Laufe der Zeit alle Änderungen und verwaltet alle Entwicklungen. Hier findet man zum Beispiel das beliebte GIT.

Die Pipeline (die Gesamtheit der Schritte, die man zur Entwicklung von Software in einer CI/CD-Strategie einsetzt) baut die Software aus dem Quellcode in der Quellcodeverwaltung, das nennt man „Build“ (Kompilieren von ausführbarem Code).
Eine Reihe von automatisierte Tests wird dann durchgeführt, um die Qualität des Codes, sein Verhalten und die Interaktionen zwischen jeder codierten Untermenge zu überprüfen. Wenn ein Fehler festgestellt wird, ist dies der Zeitpunkt, an dem die Entwickler benachrichtigt werden und eingreifen können.

Der neue Build wird dann im Repository archiviert und ist bereit für den Einsatz!

Modell der Kontinuierlichen Integration

Die Code-Analyse mittels CI ermöglicht es den Entwicklern, die Qualität des Codes, die Testabdeckung, mögliche Regressionen usw. systematisch zu überprüfen.

Dieser Begriff ist sehr interessant und wichtig: CI ermöglicht es, die Qualität des Codes zu erhalten oder sogar zu verbessern. Wenn Ihre Tests nicht aussagekräftig sind, verhält sich eine Ihrer Funktionen nicht wie erwartet. Andererseits können Sie mithilfe der Code-Analyse und vor allem der Code-Abdeckung feststellen, ob Ihr Code einheitlich getestet wurde. Man findet sich also in einem Ökosystem wieder, das die Entwicklung zuverlässiger macht, indem es Probleme so früh wie möglich erkennt, was man als „shift left“ bezeichnet.

Was ist kontinuierliche Lieferung?

Der nächste Schritt ist daher die kontinuierliche Lieferung (CD). Man kann sie als eine Phase der Vorbereitung betrachten, bevor die Software eingesetzt wird.

Ihr Ziel ist es, sicherzustellen, dass der Code immer in einem Zustand ist, in dem er veröffentlicht werden kann. Dazu müssen wir automatisierte Qualitäts- und Funktionstests einführen, die sich in den Workflow der kontinuierlichen Integration einfügen.

Diese Phase umfasst verschiedene Tests wie Schnittstelle, Auslastung, Integration und Zuverlässigkeit der API. Dieser Ansatz ermöglicht es Entwickler/innen, Updates gründlich zu prüfen, um potenzielle Probleme, die vor dem Einsatz behoben werden müssen, zu erkennen.

Unsere Teams bei Qim info versuchen daher, Ihnen dabei zu helfen, den Entwicklungsprozess zu beschleunigen und zuverlässiger zu gestalten, um den Benutzer/innen schnell einen Mehrwert zu bieten. Wir bieten Tools für fortlaufender Test um sicherzustellen, dass das Programm seine Anforderungen erfüllt.

Die erfahrensten unter Ihnen werden sich sogar in einen weiteren Schritt einarbeiten, das andere CD: den kontinuierlichen Einsatz. Dies ist der nächste Schritt, bei dem sogar der Prozess der Bereitstellung der Anwendung automatisiert wird.

Aber Vorsicht, die Bereitstellung ohne menschliches Eingreifen ist keine leichte Aufgabe: Sie erfordert ein hohes Maß an Vertrauen in den Prozess, die Fähigkeit, die Anwendung ohne Unterbrechung bereitzustellen, sowie ein reaktionsschnelles Überwachungssystem, das mit effektiven Reparaturlösungen wie automatischen Rollbacks gekoppelt ist.

Was ist also der Unterschied zwischen "CI" und "CD"?

CI (Continuous Integration) und CD (Continuous Delivery) sind zwei aufeinanderfolgende Schritte derselben Arbeitsweise: zuerst CIDiese umfasst die Automatisierung der Zusammenstellung, des Testens und der Archivierung des Dokuments; dann CDIn der Regel ist dies der Fall, wenn die Anwendung in einem anderen Land eingesetzt wird.

Diese beiden Ansätze ergänzen sich und ermöglichen es uns gemeinsam, im Sinne von DevOps alle Prozesse der Anwendungsentwicklung zu automatisieren und zu beschleunigen.

Was ist eine CI/CD-Pipeline?

Die Pipeline ist die Gesamtheit der Schritte, die man bei der Entwicklung von Software im Rahmen einer CI/CD-Strategie einsetzt. Man will also die Prozesse automatisieren und sie schneller und zuverlässiger machen.

Während die spezifischen Schritte von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich sind, bleibt die Struktur einer Pipeline oft gleich:

  • Entwicklung : Jeder Entwickler arbeitet gleichzeitig an einer anderen Funktion oder Iteration des Quellcodes.
  • Build: Jeder neue Code, der im Repository (GIT) freigegeben wird, wird gesammelt, validiert und kompiliert.
  • Test : Die Kompilierung durchläuft eine Reihe von automatisierten Tests, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktioniert. Am häufigsten sind es unit tests (Einheitstests), bei denen der Code in kleine Einheiten aufgeteilt wird, die einzeln getestet werden.
  • Analyse Codeanalyse: Tiefgehende Analyse des Codes, um Metriken zu Codequalität, Code-Smelling, Abhängigkeiten mit CVEs und Berechnung der technischen Schulden zu erhalten.
  • Lieferung : Die Anwendung wird an das Repositoryausgegeben, das die Builds oder Codestücke (Abhängigkeiten) speichert, die Sie in der CI-Phase (Continuous Integration) erstellt haben, Build-Artefakte, die durch die kontinuierliche Integration entstanden sind.
  • Deployment (Bereitstellung) Nachdem der Code durch Unit-Tests und User Acceptance Tests (UAT) verifiziert wurde und alles für die Verteilung bereit ist, wird das Projekt an eine Einsatzumgebung gesendet. Dies sind in der Regel zusätzliche Simulationen und Überprüfungen, und jede manuell genehmigte Änderung wird in die Produktion geschickt.
Schema einer CI/CD-Pipeline

Eine effektive Pipeline muss schnell, zuverlässig und genau sein : Sie soll den Arbeitsablauf der Entwickler optimieren.

Was sind die Vorteile von CI/CD?

Wie wir schon betont haben, ist die Entwicklung einer Anwendung oft langwierig und mühsam. Mit CI/CD kann man an Effizienz und Schnelligkeit gewinnen in diesem Prozess.

Durch kontinuierliche Integration und Lieferung können Sie Aktualisierungen häufiger veröffentlichen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Es ist jedoch entscheidend zu verstehen, dass CI/CD keine magische Lösung ist: Ihre Leistung beruht auf der Relevanz und Strenge der eingesetzten automatisierten Tests. Ein guter automatisierter Test ist darauf ausgelegt, jeden Fehler vor der Kompilierung und dem Einsatz zu erkennen und zu behandeln. Wenn diese Tests jedoch nicht gut konzipiert sind oder nicht alle Funktionen abdecken, können Fehler im Code verbleiben. Daher ist es entscheidend, die Qualität der Tests sicherzustellen, um die Wirksamkeit dieser Methode zu gewährleisten.

Wiederkehrende Aufgaben werden daher automatisch übernommen und ermöglichen es Ihren Entwicklern, sich auf die eigentlichen Entwicklungsaufgaben zu konzentrieren.

Aus welchen Tools setzt sich CI/CD zusammen?

CI/CD-Tools spielen eine wichtige Rolle für den reibungslosen Ablauf jeder Phase der Pipeline. Nachstehend finden Sie eine Liste der am häufigsten verwendeten Tools:

  • Jenkins : ein kostenloser Open-Source-Javaserver, der die kontinuierliche Integration verwaltet.
  • Gitlab CI/CD : Eine Suite von Tools, die es ermöglicht, CI/CD-Pipelines für jedes neue oder bereits bestehende Git-basierte Projekt einzurichten.
  • Github Action: Wird manchmal als starker Konkurrent als Antwort auf Gitlab CI angesehen. Action ist ein von Github entwickeltes Tool, das nur in der Github-Umgebung läuft.
  • Bamboo : eine Software für Integration, Bereitstellung und kontinuierliche Lieferung, mit der Builds, Tests und Versionen in einem einzigen Workflow zusammengefasst und automatisiert werden können.
  • Azure Pipeline :Neuestes Dienstprogramm, das von Microsoft für die Azure DevOps-Repositories entwickelt wurde. Es hat den Vorteil, dass es in das Azure-Ökosystem integriert ist.
  • Circle CI : eine sehr anpassbare CI-Lösung. Ihre Stärke: Sie unterstützt verschiedenste Programmiersprachen (Java, Python, JS, Haskell, Ruby on Rails und Scala).
  • ArgoCD : Ein Open-Source-Tool für die kontinuierliche Bereitstellung auf der Grundlage von GitOps, das die automatische Synchronisierung von Kubernetes-Anwendungen mit Git-Repositories ermöglicht.

Diese Tools sind die auf dem Markt am häufigsten verwendeten. Andere Tools bieten jedoch manchmal innovative Ansätze und eine einfachere Integration eines bestehenden Projekts, z. B. Nevervode, AppVeyor, Buddy etc.

Unsere Teams haben ein offenes Ohr für Ihre Bedürfnisse, um Sie zu den Tools zu führen, die für Ihre Organisation am besten geeignet sind!

CI/CD-Pipelines als Garanten für Anwendungsqualität und -sicherheit

Qualität und Sicherheit sind zwei wesentliche Elemente in der Softwareentwicklung. In diesem Zusammenhang spielen CI/CD-Pipelines eine herausragende Rolle, da sie einen Mechanismus zur Überprüfung und Gewährleistung dieser beiden Aspekte bieten.

Anwendungsqualität

Die Anwendungsqualität bezieht sich auf die Zuverlässigkeit, Leistung und Wartung der Software:

  • Zuverlässigkeit : Stellt sicher, dass die Software wie erwartet funktioniert, ohne Fehler oder kritische Bugs.
  • Leistung : Stellt sicher, dass die Anwendung die Anforderungen an die Reaktionszeit erfüllt, Speicher und Ressourcen effizient verwaltet und mit den Anforderungen wächst.
  • Wartung : Erleichtert zukünftige Entwicklungen, sei es, um Funktionen hinzuzufügen, Fehler zu beheben oder Aktualisierungen als Reaktion auf neue Anforderungen oder Technologien vorzunehmen.

Die CI/CD-Pipelines tragen zur Qualität bei, indem sie Tests in jeder Phase der Entwicklung automatisierenund dafür sorgen, dass die vorgenommenen Änderungen nicht zu neuen Problemen führen.

Eines der Standardwerkzeuge zur Sicherung der Codequalität ist SonarQube. Es bietet eine kontinuierliche Analyse des Codes, um Fehler, schlechte Codequalität (Code Smells) und Sicherheitslücken zu finden.

Unabhängig von der verwendeten Programmiersprache bietet SonarQube für jede Sprache spezielle Regeln, um die bestmögliche Qualität zu gewährleisten. Es lässt sich problemlos in CI/CD-Pipelines integrieren und ermöglicht eine Echtzeitanalyse bei jedem Pull Request oder jeder kontinuierlichen Integration. Mit einem detaillierten Dashboard können die Teams außerdem verfolgen, wie sich die Qualität des Codes im Laufe der Zeit verändert und wo sie ihre Anstrengungen konzentrieren müssen.

Anwendungssicherheit

Sicherheit ist entscheidend, um Daten und Ressourcen vor externen Bedrohungen zu schützen. Sie beruht auf:

  • der Zugriffsverwaltung : Berechtigungen und Rollen müssen klar definiert sein, damit nur berechtigte Personen Änderungen vornehmen oder Code bereitstellen können;
  • dem Schutz sensibler Informationen : wie API-Schlüssel oder Passwörter, die sicher gespeichert werden müssen und niemals offengelegt oder im Klartext gespeichert werden dürfen;
  • regelmäßigen Kontrollen die Verwendung von neuen Updates oder Tools kann potenziell zu Sicherheitslücken führen. Regelmäßige Sicherheitsprüfungen und -kontrollen sind unerlässlich, um solche Probleme vorherzusehen und zu verhindern.

So spielen CI/CD-Pipelines eine unverzichtbare Rolle bei der Integration von Tools zur Sicherheitsüberwachung und -analyse, die sicherstellen, dass der Code keine Schwachstellen enthält und den Sicherheitsstandards entspricht.

In Bezug auf die Tools legt SonarQube den Schwerpunkt auf die allgemeine Qualität des Codes, während sich Snyk auf die Sicherheit konzentriert, insbesondere im Hinblick auf Abhängigkeiten. Snyk überwacht die Abhängigkeiten Ihrer Anwendung auf bekannte Schwachstellen und alarmiert die Entwickler, sobald eine Bedrohung entdeckt wird. Über die bloße Erkennung hinaus bietet Snyk automatisierte Korrekturen in Form von Pull Requests an, die den Lösungsprozess beschleunigen. Egal, ob Sie GitHub, Bitbucket oder GitLab verwenden, Snyk fügt sich nahtlos in Ihr Tool ein und überwacht jeden Branch und jeden Pull Request.

Was sind die Unterschiede zwischen CI/CD und DevOps?

Die Fachleute, die wir betreuen, fragen sich regelmäßig, was der Unterschied zwischen Devops und CI/CD ist.

DevOps ist ein Ansatz und sogar eine Kultur, die zwei Berufsgruppen, die Entwickler/innen und das operative Team, zusammenbringt, um die Softwareentwicklung effizienter zu gestalten. Was CI/CD betrifft, so ist es ein spezifischer Automatisierungsprozess mit eigenen Schritten und Tools, der sich in den DevOps-Ansatz einfügt.

Mit anderen Worten, ist CI/CD ein Prozess, der Teil einer DevOps-Kultur ist. Es ist jedoch nur ein kleiner Teil davon, da es viele andere Aspekte der Arbeitsweise eines Unternehmens im Rahmen der Softwareentwicklung umfasst.

Ich habe eine Pipeline, also ist alles in Ordnung?

Eine CI/CD-Vision ist ein sehr interessanter Ansatz, um die meisten Prozesse, die ein Entwickler zu bewältigen hat, zu automatisieren. Sie kann auch als Schutzmechanismus fungieren, indem sie eine „heimliche“ Bereitstellung stoppt, wenn sie nicht der geforderten Qualität entspricht oder ein Test fehlschlägt.

Eine Pipeline ist jedoch lediglich ein Tool! Achten Sie immer auf das Projekt, Ihre Bedürfnissen und Anforderungen! Wenn Ihre Tests nicht funktionieren, kann auch Ihre Pipeline nichts daran ändern!

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Unser Leitfaden für die Integration einer CI/CD-Pipeline

Die Integration einer CI/CD-Pipeline ist ein wesentlicher Bestandteil der Modernisierung der Entwicklungsmethoden. Wenn sie richtig umgesetzt wird, kann sie die Art und Weise, wie Teams Software entwickeln und einsetzen, verändern, indem sie Effizienz, Geschwindigkeit und Qualität fördert.

Grundsätze

Die Integration einer CI/CD-Pipeline erfordert das Einhalten bestimmter Prinzipien:

  • Automatisierung: Das Wesen von CI/CD beruht auf der Automatisierung von Tests, Builds und Einsätzen.
  • Zusammenarbeit: Teams müssen eng zusammenarbeiten, häufig Code austauschen und Probleme schnell lösen.
  • Schnelles Feedback: Die Idee ist, so schnell wie möglich Feedback zum Code zu erhalten, um Fehler schnell zu erkennen und zu beheben.

Im Bereich CI/CD hängt die Wahl der Tools oft von den spezifischen Bedürfnissen eines Unternehmens und dem technologischen Umfeld, in dem es sich bewegt, ab. Lösungen wie GitLab CI sind besonders gut geeignet. Jenkins, auch wenn es derzeit nicht mehr übrwiegend verwendet wird, hat ebenfalls die Geschichte der CI/CD geprägt. Entscheidend ist, dass Sie eine Lösung wählen, die mit der Gesamtstrategie des Unternehmens harmoniert und den Entwicklungs- und Einsatzprozess optimiert.

Achten Sie darauf, dass die gewählten Tools mit den Technologien und Plattformen, die Sie bereits verwenden, kompatibel sind. Die Tools sollten mit Ihren Bedürfnissen wachsen können, insbesondere wenn Ihr Team oder Ihre Codebasis wächst.

Von den Giganten bieten Amazon, Google und Microsoft jeweils ihre eigene Lösung an : AWS Code Pipeline, Azure Pipelines und Google Cloud Build. Dennoch sei angemerkt, dass die Lösung von Google weit weniger verbreitet ist als die beiden anderen.

Möchten Sie ein Deployment (eine Bereitstellung) auf einer öffentlichen Cloud, einer privaten Cloud, einem lokalen Server oder einer Kombination dieser Optionen? Ihre Wahl beeinflusst die Konfiguration Ihrer Pipeline. Um eine konstante Verfügbarkeit zu gewährleisten, kann es notwendig sein, Backup-Server oder Cluster zu haben, um die Belastung zu verteilen. Achten Sie darauf, dass ausreichend Ressourcen (wie Speicher oder Rechenleistung) zugewiesen werden, um Engpässe zu vermeiden.

Eine gute Testabdeckung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der gesamte Code überprüft wird und wie geplant funktioniert. Die Tests müssen automatisiert sein, um sicherzustellen, dass sie bei jeder Integration oder Bereitstellung durchgeführt werden. Die Testergebnisse müssen den Entwicklern schnell mitgeteilt werden, damit sie eventuelle Probleme beheben können.

Abschließend haben wir Ihnen in diesem Leitfaden alles vorgestellt, was Sie wissen müssen, um mit der Erstellung von CI/CD-Prozessen zu beginnen. Nun stehen Ihnen alle Tools zur Verfügung, um Ihre eigene Pipeline zu erstellen und so Ihre Entwicklungsprozesse zu automatisieren und zu beschleunigen.

Worauf warten Sie noch, um loszulegen? Die Abteilung Cloud & Devops Solutions von Qim info ist da, um Sie bei der Erstellung Ihrer eigenen CI/CD-Pipeline zu unterstützen!

signature Clément Raussin

Clément Raussin

Leiterin der Abteilung Cloud & DevOps Solutions bei Qim info

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