Zalecenia dotyczące projektowania łańcucha dostaw obciążeń

  • Artykuł

Dotyczy tej rekomendacji dotyczącej listy kontrolnej doskonałości operacyjnej platformy Azure Well-Architected Framework:

OE:06 Utwórz łańcuch dostaw obciążenia, który napędza proponowane zmiany w przewidywalnych, zautomatyzowanych potokach. Potoki testują i promują te zmiany w środowiskach. Zoptymalizuj łańcuch dostaw, aby obciążenie było niezawodne, bezpieczne, ekonomiczne i wydajne.

W tym przewodniku opisano zalecenia dotyczące projektowania łańcucha dostaw obciążeń opartego na potokach ciągłej integracji i ciągłego dostarczania (CI/CD). Opracuj łańcuch dostaw, aby zapewnić przewidywalną, ustandaryzowaną metodę obsługi obciążenia. Potoki ciągłej integracji/ciągłego wdrażania są przejawem łańcucha dostaw, ale należy mieć jeden łańcuch dostaw. Istnieje kilka potoków, które są zgodne z tymi samymi procesami i korzystają z tych samych narzędzi.

Uwzględnij łańcuch dostaw, aby chronić obciążenie przed uszkodzeniami, które mogą wystąpić, gdy nie będziesz prawidłowo zarządzać zmianami obciążenia. Zawsze należy pamiętać o stanie obciążenia, więc nie masz ryzyka wystąpienia nieprzewidywalnego zachowania. Te związki ryzyka, jeśli musisz poświęcić krytyczny czas na wycofanie nieuznawane w przypadku zmian, gdy wystąpią problemy. Aby zminimalizować te zagrożenia, ustandaryzuj procesy i narzędzia definiujące łańcuch dostaw oraz upewnij się, że zespół ds. obciążeń w pełni zobowiązuje się do ich użycia.

Definicja

Okres Definicja
Łańcuch dostaw W przypadku obciążeń w chmurze łańcuch dostaw to ustandaryzowany zestaw narzędzi i procesów używanych do wpływu na infrastrukturę i zmianę aplikacji w środowiskach.

Kluczowe strategie projektowania

Uwaga

Zalecenia w tym przewodniku dotyczą środowisk obciążeń w łańcuchu podwyższania poziomu kodu. Środowiska piaskownicy lub innych środowisk eksploracyjnych i weryfikacji koncepcji wymagają mniejszej liczby zestawów i struktury.

Podstawowe zestawy

Poniższe zalecenia mogą pomóc w zdefiniowaniu podstawowych zestawów łańcucha dostaw.

Wprowadź proponowane zmiany obciążenia za pomocą procesów i narzędzi łańcucha dostaw. Wymuszaj ścisłe zasady zautomatyzowanych wdrożeń opartych na szablonach. Ta metoda pomaga zapewnić, że konfiguracja obciążenia we wszystkich środowiskach jest ustandaryzowana, dobrze zdefiniowana i ściśle kontrolowana. W przypadku środowisk w łańcuchu podwyższania poziomu kodu nie wykonuj aktualizacji przy użyciu procesów ręcznych ani interakcji człowieka z płaszczyzną sterowania platformy w chmurze, na przykład portalu lub interfejsu API. Uwzględnij wszystkie zmiany w środowisku za pośrednictwem potoku, postępując zgodnie z zdefiniowanymi praktykami wdrażania. Aby pomóc wymusić te zasady, rozważ ograniczenie dostępu do tylko do odczytu jako domyślne i użycie bramy autoryzacji dostępu, aby zezwolić na dostęp do zapisu.

Ważnym aspektem tego zestawu jest to, że wszystkie zmiany są proponowanezmiany do momentu ich wdrożenia w środowisku produkcyjnym. Dzięki zautomatyzowanemu testowaniu, takie jak integracja i testowanie weryfikacyjne kompilacji, można umożliwić łańcuchowi dostaw automatyczne odrzucanie zmian.

Wdrażanie powtarzalnej i niezmiennej infrastruktury jako kodu (IaC). IaC to zarządzanie infrastrukturą w modelu opisowym, który używa systemu przechowywania wersji, który dubluje kod źródłowy. Podczas tworzenia aplikacji ten sam kod źródłowy powinien generować ten sam plik binarny za każdym razem, gdy jest kompilowany. W podobny sposób model IaC generuje to samo środowisko za każdym razem, gdy jest stosowany.

Uwzględnij IaC, aby zapewnić, że twój zespół jest zgodny ze standardowym, dobrze ugruntowanym procesem. Niektóre organizacje określają pojedynczą lub małą grupę osób do wdrażania i konfigurowania infrastruktury. Podczas implementowania w pełni zautomatyzowanego procesu wdrożenia infrastruktury wymagają mniejszego zarządzania od użytkowników indywidualnych. Odpowiedzialność jest przekazywana do procesu automatyzacji i narzędzi. Członkowie zespołu mogą inicjować wdrożenia infrastruktury w celu zachowania spójności i jakości.

Zaprojektuj obciążenie jako logiczną grupę składników, które można połączyć w jeden szablon, aby ułatwić i powtarzalne wdrożenia. Te pakiety można traktować jako sygnatury lub jednostki skali. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Wzorzec sygnatur wdrożenia. Jeśli musisz wdrożyć obciążenie w celu skalowania w poziomie do innego regionu lub strefy w tym samym regionie, wdróż sygnaturę przy użyciu potoku. W zależności od sposobu projektowania sygnatur można wdrożyć podzestaw obciążenia zamiast całego obciążenia. Uwzględnij składniki sieciowe w potokach IaC, aby upewnić się, że sygnatury wdrażania automatycznie łączą się z istniejącymi zasobami.

Aby zoptymalizować potok IaC pod kątem spójności i wydajności, zaprojektuj niezmienną infrastrukturę zamiast modyfikowalnej infrastruktury. Zaimplementuj niezmienną infrastrukturę, aby upewnić się, że wszystkie systemy w zakresie są zastępowane zaktualizowaną konfiguracją jednocześnie i identycznie z każdym wdrożeniem.

Użyj jednego zestawu zasobów kodu i artefaktów we wszystkich środowiskach i potokach. Typowym punktem bólu dla organizacji jest to, że środowiska nieprodukcyjne różnią się od środowisk produkcyjnych. Ręczne tworzenie środowisk produkcyjnych i nieprodukcyjnych może spowodować niezgodność konfiguracji między środowiskami. Ta niezgodność spowalnia testowanie i zwiększa prawdopodobieństwo, że zmiany mogą zaszkodzić systemowi produkcyjnemu. Podejście IaC minimalizuje te problemy. W przypadku korzystania z automatyzacji IaC można użyć tych samych plików konfiguracji infrastruktury dla wszystkich środowisk, aby tworzyć niemal identyczne środowiska. Parametry można dodać do plików konfiguracji infrastruktury i dostosować je tak, aby spełniały wymagania poszczególnych środowisk.

Aby kontrolować koszty, zwykle istnieje wariancja między środowiskami produkcyjnymi i nieprodukcyjnymi. Często nie potrzebujesz tego samego stopnia nadmiarowości i wydajności w środowiskach nieprodukcyjnych, jak w środowisku produkcyjnym. Liczba i jednostka SKU zasobów mogą się różnić między środowiskami. Upewnij się, że kontrolujesz i rozumiesz wariancję przy użyciu ustandaryzowanych parametrów, aby ułatwić zachowanie przewidywalności podczas wprowadzania zmian.

Odzwierciedlić strukturę organizacyjną w projektach łańcucha dostaw i potoków. Twoja organizacja może być silosem wśród zespołów. Każdy zespół może zarządzać częścią łańcucha dostaw. Na przykład wiele organizacji ma zespoły, które zarządzają domenami infrastruktury, takimi jak sieć, dane i zasoby obliczeniowe. Te zespoły są oddzielone od zespołów programistycznych, które zarządzają programowaniem, testowaniem i wdrożeniami aplikacji. W niektórych organizacjach zespoły programistyczne i zespoły infrastruktury są dołączane do zespołów DevOps, które wspólnie zarządzają wszystkimi wdrożeniami infrastruktury i aplikacji. Istnieje wiele sposobów organizowania zespołów zaangażowanych w łańcuch dostaw. Twój łańcuch dostaw bezproblemowo współpracuje ze wszystkimi zespołami. Upewnij się, że wszystkie zespoły są zgodne ze standardowymi procesami i używają standardowych narzędzi, aby łańcuch dostaw był jak najbardziej wydajny.

Łańcuch dostaw może polegać na dostawcach innych firm, jeśli udostępniasz części cyklu życia obciążenia. Ci dostawcy mają równie kluczowe znaczenie dla sukcesu łańcucha dostaw jako zasobów wewnętrznych. Upewnij się, że istnieje wzajemne porozumienie we wszystkich zespołach dotyczących używanych procesów i narzędzi.

Ustandaryzuj metodę wdrażania. Porozmawiaj z właścicielem produktu o akceptowalnej liczbie przestojów produkcyjnych dla obciążenia. W zależności od tego, ile, jeśli istnieje, przestój jest akceptowalny, możesz wybrać metodę wdrażania odpowiednią dla Twoich wymagań. W idealnym przypadku należy wykonać wdrożenia w oknie obsługi, aby zmniejszyć złożoność i ryzyko. Jeśli przestój nie jest akceptowalny, należy stosować metodę wdrażania niebiesko-zieloną.

Użyj podejścia do progresywnego narażenia, aby zmniejszyć ryzyko wprowadzenia niewykrytych usterek do klientów. Znana również jako wdrożenia kanary, ta metoda jest wdrażana w kontrolowanych grupach użytkowników w sekwencji stopniowej. Przechwytuje problemy, zanim wpłyną one na więcej użytkowników. Początkowa grupa wdrażania może być podsekcją klientów, którzy są świadomi strategii wdrażania. Ta podsekcja klientów może tolerować pewne nieoczekiwane zachowanie i przekazać opinię. Może to być grupa użytkowników wewnętrznych, która pomaga zawierać promień błędów podczas wprowadzania.

Podczas definiowania metody wdrażania należy przyjąć standardowe zasady wdrażania tylko najmniejszej opłacalnej zmiany w każdym wdrożeniu. W zależności od czynników, takich jak krytyczne znaczenie obciążenia i złożoności składników, określ najmniejszą opłacalną zmianę. Jeśli używasz niezmiennej infrastruktury, najmniejsza opłacalna zmiana jest zazwyczaj wdrażaniem zasobów z najnowszą konfiguracją, aby zastąpić zasoby, które uruchamiają poprzednią wersję. Jeśli używasz infrastruktury modyfikowalnej, możesz zdecydować, że najmniejsza opłacalna zmiana jest tylko pojedynczą aktualizacją grupy zasobów w zakresie.

Postępuj zgodnie z podejściem warstwowym, aby odzwierciedlić różne cykle życia. Warstwy podstawowe powinny pozostać statyczne w większości cyklu życia obciążenia, a warstwy aplikacji często się zmieniają. Aby uwzględnić te różnice, należy mieć różne potoki, aby wprowadzić zmiany w każdej warstwie.

Strefa docelowa znajduje się w najniższej warstwie. Strefa docelowa to logiczne grupowanie podstawowych elementów, takich jak subskrypcje, grupy zarządzania, grupy zasobów, funkcje ładu i topologia sieci. Strefa docelowa umożliwia łatwe wdrażanie obciążenia i zarządzanie nim oraz zapewnia centralne zespoły operacyjne lub zespoły platform oraz powtarzalne podejście do konfiguracji środowiska. Aby zapewnić spójne środowiska, wszystkie strefy docelowe platformy Azure zapewniają zestaw typowych obszarów projektowych, architekturę referencyjną, implementację referencyjną i proces modyfikowania wdrożenia w celu dopasowania do wymagań projektowych. Zasady projektowania strefy docelowej platformy Azure udostępniają zalecane rozwiązania oparte na ładu opartego na zasadach wraz z demokratyzacją subskrypcji. Strefa docelowa powinna wymagać minimalnych zmian w trakcie cyklu życia obciążenia. Aby zobaczyć przykład strefy docelowej, zobacz Co to jest strefa docelowa platformy Azure. Ta architektura koncepcyjna zawiera zestaw opinii zalecanych dla platformy Azure.

Podstawowa infrastruktura i funkcje, takie jak kontrolery sieci ruchu przychodzącego i wychodzącego, równoważenie obciążenia, rozwiązania routingu sieciowego, zarządzanie systemem DNS i serwery podstawowe, powinny również wymagać rzadkich poważnych zmian. Mogą jednak wymagać częstych aktualizacji konfiguracji.

Warstwa aplikacji i danych wymaga częstych aktualizacji konfiguracji i częstych zmian infrastruktury. Te składniki powinny mieć najbardziej dynamiczne potoki.

Zaplanuj całościową strategię testowania. Podstawową zasadą niezawodności systemu jest zmiana w lewo . Tworzenie i wdrażanie aplikacji jest procesem przedstawionym jako seria kroków przechodzących od lewej do prawej. Nie należy ograniczać testowania do końca procesu. Jak najwięcej, przenieś testowanie na początek lub po lewej stronie. Błędy są tańsze do naprawy, gdy je złapiesz wcześnie. Mogą być kosztowne lub niemożliwe do naprawienia w dalszej części cyklu życia aplikacji.

Przetestuj cały kod, w tym kod aplikacji, szablony infrastruktury i skrypty konfiguracji. Środowisko uruchamiające aplikacje powinno być kontrolowane w wersji i wdrażane za pomocą tych samych mechanizmów co kod aplikacji. Środowisko można przetestować i zweryfikować przy użyciu tych samych paradygmatów testowania, które są już używane przez zespoły na potrzeby kodu aplikacji.

Jeśli to możliwe, użyj zautomatyzowanego testowania, aby zapewnić spójność. Uwzględnij następujące typy testów w projekcie łańcucha dostaw.

  • Testowanie jednostkowe: testy jednostkowe są zwykle uruchamiane w ramach procedury ciągłej integracji. Testy jednostkowe powinny być obszerne i szybkie. Najlepiej pokryć 100% kodu i uruchomić go w czasie poniżej 30 sekund.

    Zaimplementuj testy jednostkowe, aby sprawdzić, czy składnia i funkcjonalność poszczególnych modułów kodu działają tak, jak powinny, na przykład tworząc zdefiniowane dane wyjściowe dla znanych danych wejściowych. Możesz również użyć testów jednostkowych, aby sprawdzić, czy zasoby IaC są prawidłowe.

    Zastosuj testy jednostkowe do wszystkich zasobów kodu, w tym szablonów i skryptów.

  • Testowanie weryfikacyjne kompilacji: Testy weryfikacyjne kompilacji sprawdzają, czy obciążenie może być wstać w środowisku testowym i działa zgodnie z oczekiwaniami. Testy weryfikacyjne kompilacji nie weryfikują współdziałania składników.

    Testy weryfikacyjne kompilacji sprawdzają, czy metodologia wdrażania infrastruktury i aplikacji działa oraz czy system reaguje zgodnie z oczekiwaniami po zakończeniu procesu.

  • Testowanie integracji: testy integracji zapewniają, że składniki aplikacji działają indywidualnie, a następnie określają, czy składniki mogą współdziałać ze sobą w taki sposób, jak powinny.

    Uruchomienie dużego zestawu testów integracji może zająć dużo czasu. Dlatego najlepiej jest włączyć zasadę zmiany w lewo i przeprowadzić testowanie na wczesnym etapie cyklu tworzenia oprogramowania. Zarezerwuj testy integracji dla scenariuszy, których nie można przetestować przy użyciu testu weryfikacyjnego kompilacji lub testu jednostkowego.

    W razie potrzeby można uruchamiać długotrwałe procesy testowe w regularnych odstępach czasu. Regularny interwał oferuje dobry kompromis i wykrywa problemy ze współdziałaniem między składnikami aplikacji nie później niż jeden dzień po ich wprowadzeniu.

    Niektóre scenariusze testowania korzystają z przebiegów ręcznych. Używanie testowania ręcznego, gdy trzeba wprowadzić elementy interakcyjności ludzkiej do testów.

  • Testowanie akceptacyjne: w zależności od kontekstu można ręcznie przeprowadzić testy akceptacyjne. Może być częściowo lub w pełni zautomatyzowany. Testowanie akceptacyjne określa, czy system oprogramowania spełnia wymagania techniczne.

    Głównym celem tego testu jest ocena zgodności systemu z wymaganiami biznesowymi i określenie, czy system spełnia wymagane kryteria dostarczania użytkownikom końcowym.

Zaimplementuj bramy jakości w całym procesie podwyższania poziomu kodu za pomocą testowania. Wdróż kod w niższych środowiskach, takich jak programowanie i testowanie, i w górę przez wyższe środowiska, takie jak środowisko przejściowe i produkcyjne. Gdy wdrożenie przechodzi przez bramy jakości, upewnij się, że spełnia ona cele dotyczące jakości przed przejściem do środowiska produkcyjnego. Wymagania biznesowe określają, czym są bramy jakości. Należy również wziąć pod uwagę podstawowe zasady struktury Well-Architected: zabezpieczenia, niezawodność i wydajność.

Integruj również przepływy pracy zatwierdzania z bramami jakości. Jasno zdefiniuj i zautomatyzuj przepływy pracy zatwierdzania, jeśli jest to konieczne. Zdefiniuj kryteria akceptacji jakości w automatyzacji, aby umożliwić efektywne i bezpieczne przechodzenie przez bramy.

Ułatwienia dla platformy Azure

Azure DevOps to zbiór usług, które ułatwiają tworzenie wspólnej, wydajnej i spójnej praktyki programistycznej.

Usługa Azure Pipelines udostępnia usługi kompilacji i wydawania do obsługi ciągłej integracji/ciągłego wdrażania w aplikacjach.

GitHub Actions dla platformy Azure integruje się z platformą Azure, aby uprościć wdrożenia. Używanie GitHub Actions do automatyzowania procesów ciągłej integracji/ciągłego wdrażania. Możesz tworzyć przepływy pracy, które kompilują i testują każde żądanie ściągnięcia do repozytorium, lub wdrażać scalone żądania ściągnięcia w środowisku produkcyjnym.

Na potrzeby wdrożeń IaC można użyć programu Terraform, Bicep i usługi Azure Resource Manager. W zależności od wymagań i znajomości narzędzi przez zespół można użyć co najmniej jednego z tych narzędzi na potrzeby wdrożeń i zarządzania zasobami.

Przykład

Aby zapoznać się z przykładem użycia usługi Azure Pipelines do tworzenia potoku ciągłej integracji/ciągłego wdrażania, zobacz Architektura punktu odniesienia usługi Azure Pipelines.

Lista kontrolna doskonałości operacji

Zapoznaj się z pełnym zestawem zaleceń.

Lista kontrolna doskonałości operacyjnej