ソフトウェア開発とIT運用において、DevOpsはアプリケーションの構築、テスト、そしてデプロイのための理想的なアプローチとなっています。DevOpsの中核となる理念の一つは、「DevOpsパイプライン」を構築するという考え方です。DevOpsパイプラインとは、ソフトウェアの継続的インテグレーション、デリバリー、そしてデプロイを可能にする一連の自動化プロセスを指します。このチュートリアルでは、DevOpsパイプラインとは何か、どのように機能するのか、そしてDevOps環境でパイプラインを実装するためのベストプラクティスについて、包括的な概要を説明します。
DevOps とは何ですか?
DevOps パイプラインのテーマを深く掘り下げる前に、まず DevOps の中核となる原則について説明する必要があります。これには次のものが含まれます。
- コラボレーション
- オートメーション
- 継続的インテグレーションと継続的デプロイメント（CI/CD）
コラボレーション
ご想像のとおり、DevOpsには開発チームと運用チームという複数のチームが関与するため、コラボレーションはDevOpsアプローチにおいて不可欠な要素です。コラボレーションによってサイロや分断が打破され、プロジェクト全体とソフトウェア開発ライフサイクル（SDLC）に対するオーナーシップと責任の共有意識が育まれるはずです。
オートメーション
DevOpsにおける自動化とは、テスト、パフォーマンス分析、デプロイメントといった反復的なソフトウェア開発タスクを自動化するプロセスを指します。自動化はDevOpsの重要な概念であり、リスクの軽減、人的エラーの削減、生産性と効率性の向上、そしてソフトウェア開発プロセス全体の加速に役立ちます。これにより、組織はより信頼性の高い製品をより早く市場に投入できるようになります。
詳細については、チュートリアル「DevOps 自動化とは何ですか?」をご覧ください。
継続的インテグレーションと継続的デプロイメント（CI/CD）
DevOpsのもう一つの主要な特徴は、継続的インテグレーションと継続的デプロイメント（CI/CD）です。継続的インテグレーションとは、コードやコードベースの変更をGitなどの共有リポジトリにマージするプロセスです。一方、継続的デプロイメントとは、テストとデバッグの段階を経た後、これらの変更を本番環境へ自動的にリリースすることです。
DevOps パイプラインとは何ですか?
DevOpsの中核となる要素をいくつか理解できたので、DevOpsパイプラインについてさらに詳しく説明します。DevOpsパイプライン（CI/CDパイプラインとも呼ばれます）は、コードの変更の統合、テスト、そして最終的なデプロイメントを支援する一連の自動化されたステップです。これは、プログラマーがソフトウェア開発を効率化し、信頼性の高いソフトウェアとソフトウェアアップデートをより迅速に提供できるようにする手法です。DevOpsパイプラインは手動タスクを自動化することで、エラーの削減、一貫性の向上、そして開発者のフィードバックループの迅速化に貢献します。
DevOps パイプラインのコンポーネントとは何ですか?
DevOps パイプラインの大部分は、次のような複数の主要コンポーネントで構成されています。
- バージョン管理システム
- 継続的インテグレーション
- 自動テスト
- 継続的デリバリー
- 本番環境への展開
バージョン管理システム
バージョン管理システム（VCS）は、開発者がコードベースへの変更を管理および追跡するためのツールです。変更は、単一の開発者によるものでも、共同作業環境における複数の開発者によるものでもかまいません。VCSの例としてGitが挙げられます。コード変更がVCSに「コミット」されると、パイプラインがトリガーされ、開始の信号が送られます。これはDevOpsパイプラインの重要な要素であり、残りのプロセスを開始する役割を果たします。
VCS の必要性について詳しくは、チュートリアル「バージョン管理の利点」をご覧ください。
継続的インテグレーション
パイプラインの次の段階は継続的インテグレーション（CI）フェーズです。このフェーズでは、パイプラインはバージョン管理システムにプッシュされたコード変更を自動的にビルドおよびテストします。このフェーズの目的は、統合に関する問題を早期に発見し、コードベースを機能的な状態に保つことです。継続的インテグレーションテストが失敗した場合、パイプラインは停止し、コードに問題があり修正が必要であることをプログラマーに警告します。
自動テスト
前述の通り、CIフェーズにはコードのテストが含まれます。これらのコードテストには、ユニットテスト、統合テスト、エンドツーエンドテストが含まれます。これらのテストは、コードの機能を検証し、変更によるリグレッションを防ぐことを目的としています。これらのテストは様々なツールによって自動化されており、開発者に迅速なフィードバックを提供する手段を提供します。また、コードの変更によって既存のコードベースに新たなバグや問題が生じないようにすることも目的としています。
継続的デリバリー（CD）
継続的デリバリーとは、CIフェーズと自動テスト段階を通過したソフトウェアを、本番環境へ自動的にデプロイするプロセスを指します。この重要なフェーズにより、ソフトウェアがリリース準備が整っており、本番環境にデプロイできることが保証されます。
本番環境への展開
典型的なDevOpsパイプラインの5番目で最後の段階は、本番環境へのアプリケーションのデプロイです。これも自動化されたステップであり、デプロイが適切に管理され、スムーズに実行されるよう、特定のリリース管理のベストプラクティスに従って行われます。
参照:トップ APM 監視ツール
DevOps パイプラインの利点は何ですか?
このセクションでは、ソフトウェア開発プロセスにDevOpsパイプラインを実装するメリットをいくつかご紹介します。ご想像のとおり、DevOpsパイプラインの導入は、ソフトウェア開発者とIT運用部門に次のような複数のメリットをもたらします。
- 市場投入までの時間の短縮:手動の開発タスクを自動化し、コード変更の継続的デリバリーを使用すると、ソフトウェアの更新、バグの修正、エンドユーザー向けソフトウェアへの新機能の追加に必要な時間が大幅に短縮されます。
- ソフトウェアの信頼性を向上: DevOps パイプラインの自動テストと継続的インテグレーション フェーズにより、コーディング担当者は開発プロセスの早い段階で問題を検出して修正できるため、ソフトウェア、更新プログラム、パッチの信頼性が向上します。
- 一貫性:繰り返しになりますが、自動テストにより、アプリケーションが本番環境に展開またはリリースされる前に、一貫して品質基準と要件を満たしていることが保証されます。
- アジャイル対応: DevOps パイプラインを使用すると、開発者は顧客のフィードバックを迅速に反復して対応できるため、アジャイル ソフトウェア開発アプローチに最適です。
- リスクを軽減:ソフトウェアのデプロイメントを自動化し、標準化されたプロセスを利用することで、開発チームは人為的エラーのリスクやデプロイメントで問題が発生する可能性を軽減し、最小限に抑えることができます。
DevOpsパイプラインの実装方法
DevOpsパイプラインの実装には多くのメリットがありますが、その設定は複雑なプロセスであり、慎重な計画と実装が必要です。以下に、パイプラインを成功させるための手順をいくつかご紹介します。
- ワークフローを定義する
- 適切なCI/CDツールを選択する
- テストを自動化する
- 継続的インテグレーションを組み込む
- 継続的デプロイメントを実装する
- 監視と反復
ワークフローを定義する
DevOpsパイプラインを実装するための最初のステップは、パイプラインの具体的な段階を概説することです。これは、コードのコミットから本番環境へのデプロイに至るまでのCI/CDワークフローを意味します。実装の各ステップにおける各チームメンバーの役割と責任を明確に定義したドキュメントを作成してください。
適切なCI/CDツールを選択する
DevOpsパイプラインを成功させる鍵は、適切なツールを選択することです。適切なツールには、バージョン管理、継続的インテグレーション、自動テスト、ビルド/デプロイメントソフトウェアなどのDevOpsツールが含まれます。人気のDevOpsツールとしては、バージョン管理にはGit、CI/CDプロセスにはJenkins、GitLab、Bamboo、自動テストにはSeleniumなどがあります。
テストを自動化する
次に、ソフトウェアの機能と特徴のあらゆる側面をカバーする、包括的な自動テストスイートを作成します。ユニットテスト、統合テスト、エンドツーエンドテストなどを含めます。
継続的インテグレーションを組み込む
変更がバージョン管理システムにプッシュされると、チームがコードを自動的にビルドおよびテストできるように、継続的インテグレーション システムを作成します。
継続的デプロイメントを実装する
5番目のステップは、本番環境へのデプロイメントプロセスを自動化することで、継続的デプロイメントプロセスを実装することです。これにより、ソフトウェアを本番環境にデプロイする前に、広範なテストと検証を実施できるようになります。
監視と反復
最終フェーズでは、パイプラインのパフォーマンスを定期的に監視し、開発者からのフィードバックを取得します。このフィードバックに基づいて改善点を特定し、パイプラインを反復的に改善することで、効率性を高めます。
DevOps パイプラインを実装する際の課題は何ですか?
DevOpsパイプラインの実装、特に初めての実装では、実装のどの段階でも発生する可能性のある課題が伴う可能性があります。これらの課題には以下が含まれます。
- 文化： DevOpsを導入するには、多くの場合、文化の変革が必要です。チームは開発と運用の変化に適応し、サイロを打破し、部門間の連携を育む必要があります。協力的でコミュニケーションが活発な文化を築くことが成功の鍵となります。
- トレーニング：既存のスキルを評価し、必要に応じてチームをトレーニングする必要があります。トレーニングには、DevOps環境で一般的に使用されるプログラミング言語、ツール、ベストプラクティスなどが含まれます。パイプライン実装を成功させるには、ある程度のスキル開発への投資が必要になります。
- 複雑さ：特に大規模なプロジェクトや複雑なアーキテクチャでは、より複雑なパイプラインを作成する必要がある場合があります。この複雑さはすぐに制御不能に陥る可能性があるため、管理が重要です。
- セキュリティとコンプライアンス： DevOpsアプローチでは、脆弱性やエクスプロイトを軽減・回避し、規制遵守を確保するために、特にセキュリティとコンプライアンスを重視します。この最後の課題をさらに重視する組織は、開発、運用、セキュリティを融合させたDevSecOpsの検討をさらに進めるべきです。
参照: DevOps 開発者向けの最高のコラボレーションツール
DevOpsパイプラインのベストプラクティスに関する最終的な考察
DevOpsパイプラインは、現代のソフトウェア開発とIT運用において不可欠な要素です。DevOpsパイプラインは、ソフトウェア開発チームが高品質なソフトウェアをより効率的に提供し、市場投入までの時間を短縮するとともに、開発チームと運用チーム間のコミュニケーションとコラボレーションを促進するのに役立ちます。統合、テスト、デプロイメントのプロセスを自動化することで、ソフトウェアデリバリーライフサイクルが効率化され、アジャイル手法を実践するチームにとってアジャイルアプローチが促進されます。
最後に、DevOps パイプラインの作成と使用は難しく、課題が生じる可能性がありますが、DevOps パイプラインが提供するメリットは、実装に関連する困難をはるかに上回ります。
