Definition von DevOps

Bei DevOps handelt es sich um eine Softwareentwicklungsmethode, die die effiziente, kontinuierliche Bereitstellung innovativer, leistungsstarker Apps und Services unterstützt.

Durch die Integration der Prozesse, Tools und Methoden, die von Teams für Softwareentwicklung (Dev) und IT-Betrieb (Ops) genutzt werden, werden Geschwindigkeit und Agilität in jede Phase des Entwicklungslebenszyklus eingebracht, sodass Organisationen effektiver miteinander konkurrieren können.

Prinzip von DevOps

Vor den 2000er Jahren haben IT-Teams hauptsächlich isoliert voneinander gearbeitet – Entwickler:innen haben Software-Code geschrieben und ihn dann an Fachleute weitergegeben, die für die Bereitstellung zuständig waren. Dieser Ansatz führte oft zu Missverständnissen, Fehlern und verzögerten, ineffizienten Release-Zyklen.

Konzepte und Methoden von DevOps haben sich in den 2000er Jahren etabliert und diesen in Silos gegliederten, linearen Ansatz Schritt für Schritt durch ein einheitlicheres, flexibleres Modell ersetzt. Bei den ersten DevOps-Initiativen wurden Entwicklungs- und Operations-Teams zu einem einzigen DevOps-Team zusammengeführt. Heute gehören zu diesem Team oft auch Ingenieure:innen für Qualitätssicherung, Sicherheitsexperte:innen und andere Interessengruppen.

DevSecOps – kurz für Entwicklung, Sicherheit und Betrieb – sorgt für die Integration von Sicherheitsaspekten in jeden Teil des Entwicklungslebenszyklus. Mit den automatisierten Sicherheits-Tools erkennen und beheben Entwickler:innen Sicherheitsschwachstellen bereits während der Programmierung, anstatt darauf zu warten, dass die Sicherheitsteams diese Schwachstellen erst nach der Bereitstellung beheben. Für GitHub ist gutes DevOps gleichbedeutend mit DevSecOps.

DevOps basiert auf drei Grundprinzipien:

Teamübergreifende Zusammenarbeit

Bei DevOps wird eine Kultur gefördert, in der Teamarbeit und offene Kommunikation im Vordergrund stehen. Durch integrierte Prozesse und Tools erhalten Entwicklungs- und Operations-Teams Einblick in die Prioritäten und Anliegen des jeweils anderen und haben die Möglichkeit, diese zu besprechen, sodass Änderungen und Probleme schnell angegangen werden können. Außerdem orientiert sich das DevOps-Team an gemeinsam festgelegten Zielen, bei denen jeder mehr Verantwortung für Lebenszyklusphasen übernimmt, auch wenn diese außerhalb des eigenen Fachgebiets liegen.

Automatisierung

DevOps-Automatisierung optimiert wiederkehrende Aufgaben wie Tests, Bereitstellung und Überwachung. Das DevOps-Team kann mit robusten Workflow-Automatisierungstools präziser und effizienter arbeiten, sodass es sich auf strategischere Aktivitäten konzentrieren kann. In ähnlicher Weise automatisiert DevSecOps Sicherheitsprozesse und hilft den Teams bei der effizienten Absicherung von Software gegen Schwachstellen.

Continuous integration und Continuous Delivery (CI/CD)

DevOps basiert auf CI/CD-Methoden. Continuous Integration umfasst das regelmäßige Zusammenführen von Codeänderungen in ein geteiltes Repository, wo sie automatisch getestet werden. Continuous Delivery bereitet Codeänderungen automatisch für das Release in der Produktionsumgebung vor und ermöglicht so häufige und zuverlässige Software-Updates.

Vorteile von DevOps

DevOps ist konzipiert, um erhebliche Vorteile zu bieten, dazu gehören vor allem:

Verbesserte Zusammenarbeit

Mit DevOps wird die Softwareentwicklung schneller, benutzerfreundlicher und kooperativer. Durch die Möglichkeit, während des gesamten Entwicklungslebenszyklus effizient zu kommunizieren, können DevOps-Teams ihre Aktivitäten einfacher aufeinander abstimmen und Probleme lösen.

Bessere Effizienz

Mit DevOps werden manuelle Aufgaben reduziert und Workflows durch Automatisierung optimiert, wodurch die Produktivität gesteigert und die Entwickler:innen-Erfahrung verbessert wird. Zusätzlich sorgen CI/CD-Methoden für zuverlässigere, konsistentere und häufigere Release-Zyklen.

Bessere Qualität und Sicherheit

Durch Continuous Integration von Code und kontinuierliche Tests werden Fehler minimiert, was die Software-Stabilität und -Zuverlässigkeit erhöht. Außerdem nutzen DevOps-Teams CI/CD und andere Tools, um Sicherheitsmethoden fest in den Entwicklungsprozess einzubinden, wodurch potenzielle Probleme bereits vor der Bereitstellung erkannt und behoben werden können.

Schnelleres Time-to-Market

Automatisierte Workflows und regelmäßige Kommunikation zwischen den Teams erhöhen die Produktivität und verkürzen die Zeit von der Produktkonzeption bis zur Markteinführung. DevOps-Teams reagieren schneller auf Marktanforderungen und können Updates mit neuen, innovativen Funktionen zügig an die Kunden ausliefern.

DevOps-Lebenszyklus

Der DevOps-Lebenszyklus, der oft durch eine Endlosschleife dargestellt wird, zeichnet sich durch Kontinuität und Iterativität aus. Auch wenn es keinen wirklichen Anfang oder ein Ende gibt, lässt sich der Lebenszyklus durch die folgenden acht Phasen beschreiben, von denen jede durch einen eigenen Workflow und eigene Tools unterstützt wird:

1. Planen

Projektziele, Software-Voraussetzungen und Zeitpläne festlegen. Eine sorgfältige Planung ist eine gute Grundlage für den Programmierprozess.

2. Programmieren

Die Software so entwickeln, dass sie die festgelegten Voraussetzungen erfüllt. In dieser Phase geht es um Schreiben und Code Reviews.

3. Entwickeln

Code in die bestehende Codebasis integrieren. Automatisierte Build- und Versionskontroll-Tools helfen beim Sicherstellen, dass die aktualisierte Software bereit für Tests ist.

4. Testen

Automatisierte und manuelle Tests durchführen, um Mängel zu erkennen und zu beheben. Durch kontinuierliche Testmethoden wird sichergestellt, dass die Software den Qualitätsstandards entspricht.

5. Release

Software für die Bereitstellung vorbereiten. In dieser Phase geht es um das Zusammenstellen der Software, damit sie produktionsbereit ist, die Vergabe einer eindeutigen Versionsnummer zur Nachverfolgung und die Durchführung abschließender Qualitätssicherungsprüfungen.

6. Bereitstellen

Software in eine Live-Umgebung übertragen, wo sie für Kund:innen und andere Benutzer:innen zugänglich ist. Automatisierte Tools für Continuous Delivery sorgen für reibungslose und zuverlässige Releases.

7. Ausführen

Software in der Produktionsumgebung verwalten. Operations-Teams passen die Konfiguration und die Laufzeitanforderungen genau an, sodass die Software effizient läuft.

8. Überwachen

Software und Infrastruktur kontinuierlich überwachen, um Leistungs-, Nutzungs- und andere Daten zu erfassen. Automatisierte Überwachungstools verfolgen und protokollieren die Erkenntnisse, die für die Fehlerbehebung und die Planung der nächsten Iteration genutzt werden.

Rolle von KI bei DevOps

DevOps befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel, der durch die Fortschritte bei KI-Technologien wie maschinellem Lernen (ML) und generativer KI ermöglicht wird. Mit KI-gestützten Tools können DevOps-Teams in jeder Phase des DevOps-Lebenszyklus bestimmte Automatisierungen einführen.

Im Folgenden sind einige Beispiele für den KI-Einsatz in DevOps:

• Teams von Entwickler:innen nutzen Code-Vorschläge, die durch KI unterstützt werden, um Code effizienter und präziser zu erstellen.

• Entwickler:innen können Software schneller bereitstellen, indem sie KI nutzen, um Tests für neuen Code automatisch auszuführen.

• Operations-Teams nutzen KI, um Software in Echtzeit zu überwachen und Benachrichtigungen bei bestimmten Ereignissen zu erhalten, wodurch Ausfallzeiten verhindert werden können.

• Sicherheitsanalysten lassen KI Software- und Systemschwachstellen zusammenfassen und Vorschläge machen, wie man diese angehen kann.

Fünf Herausforderungen bei der DevOps-Einführung

Um den gesamten Entwicklungslebenszyklus so zu modernisieren, dass er DevOps-Methoden effizient unterstützt, sind jede Menge Fachwissen und Aufwand eine Voraussetzung. Das sind fünf typische Herausforderungen, wenn man umsteigen will:

Aktualisierung einer veralteten Infrastruktur

Bei älteren Systemen fehlt es oft an der nötigen Flexibilität und Kompatibilität, die für Continuous Integration und Continuous Delivery eine Voraussetzung sind. Diese Umgebungen wurden nicht für Automatisierung oder schnelle Iterationen erstellt, sodass es schwierig ist, DevOps-Methoden einzuführen, ohne das gesamte System umfassend umzugestalten oder parallele Abläufe einzurichten.

Aufbau von Kompetenzen im Bereich Infrastructure as Code (IaC)

Automatisiertes, codegesteuertes Infrastrukturmanagement, auch IaC genannt, kann die Geschwindigkeit und Konsistenz der Entwicklung drastisch verbessern. Es ist jedoch mit einer steilen Lernkurve verbunden. Teams müssen sowohl in der Programmierung der Infrastruktur als auch in Versionskontrolle, Testautomatisierung und sicheren Bereitstellungsmethoden gut geschult sein. Wenn Fehler bei IaC nicht sorgfältig überwacht werden, können sie große Auswirkungen haben.

Management von Microservices

DevOps kombiniert IaC mit Microservices, die eine Cloud-native Architektur nutzen, damit jede App aus kleineren, unabhängigen Services erstellt wird. Das Management von Dutzenden oder Hunderten von Services erfordert eine ausgereifte Pipeline, eine robuste Überwachung und reibungslose Kommunikation – Bereiche, in denen viele Organisationen in den frühen Phasen der DevOps-Einführung Probleme haben.

Prioritisieren von Menschen gegenüber Tools

Obwohl Tools für den Erfolg von DevOps unverzichtbar sind, kann eine zu starke Abhängigkeit von ihnen zu einem übermäßigen Tool-Aufwand und zu Ineffizienzen führen. Außerdem können sie von den grundlegenden Prinzipien der Teamzusammenarbeit, Transparenz und Verantwortlichkeit Ablenkung verursachen. Eine starke DevOps-Kultur, die durch eine klare Organisationsstruktur und aufeinander abgestimmte Prozesse unterstützt wird, hat oberste Priorität.

Einbindung von Sicherheitsmethoden

Strenge Sicherheitsmethoden, einschließlich kontinuierlicher Sicherheitsüberwachung und Sicherheitstests, müssen im Einklang mit der Effizienz von DevOps stehen. Sorgfältige Planung, intensive Zusammenarbeit zwischen Teams und zuverlässige Tools sind entscheidend, um Sicherheit zu gewährleisten, ohne dabei die Bereitstellungsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen.

Damit ein DevOps-Modell effizient eingeführt werden kann, sollte deine Organisation ihre Prozesse Schritt für Schritt anpassen und technologische Einschränkungen pragmatisch angehen. Du solltest kontinuierlich eine effektive DevOps-Pipeline erstellen, die aus einer Kombination aus Automatisierung, Tools und Methoden besteht, die jede Phase des DevOps-Lebenszyklus unterstützen. Darüber hinaus solltest du unbedingt in die Fortbildung deiner Teams investieren und einen Kulturwandel fördern.

Bewährte Methoden für die DevOps-Einführung

In verschiedenen Branchen, darunter im Einzelhandel, im Finanzwesen und in den Medien, haben Organisationen DevOps erfolgreich eingeführt, indem sie die folgenden bewährten Methoden angewendet haben:

Continuous integration

Code regelmäßig in ein geteiltes Repository zusammenführen, wo automatisierte Builds und Tests Probleme frühzeitig erkennen können.

• Erfolgsgeschichte:Ein multinationales E-Commerce-Unternehmen nutzt CI, um bei jedem Code-Commit automatisierte Tests durchzuführen, wodurch trotz Hunderter täglicher Änderungen eine hohe Qualität der Codebasis gewährleistet wird.

Continuous Delivery

Änderungen automatisch über die DevOps-Pipeline in die Staging- oder Produktionsumgebung übertragen, was zu einer schnelleren und reibungsloseren Bereitstellung führt.

• Erfolgsgeschichte: Ein Softwareunternehmen nutzt CD zum Testen neuer App-Funktionen mit einer Teilgruppe von Benutzer:innen, bevor diese eingeführt werden, und verringert so das Risiko großer Ausfälle.

Automatisierung

Tests, Sicherheitsscans, Bereitstellung und Überwachung durch Automatisierung optimieren, um Effizienz zu steigern und Fehler zu reduzieren.

• Erfolgsgeschichte: Ein großes Bankholdingunternehmen automatisiert seine gesamte Build-Test-Deploy-Pipeline, einschließlich der Sicherheitsüberprüfungen. Auf diese Weise wird die Zeit, die für die Freigabe von Codeänderungen benötigt wird, drastisch von Wochen auf Stunden verkürzt, während gleichzeitig die Compliance verbessert wird.

Situationsbewusstsein

Beobachten und verstehen, was in der DevOps-Pipeline passiert, und präzise Vorhersagen darüber treffen, was passieren wird, um Probleme in Echtzeit zu erkennen und proaktiv zu beheben.

• Erfolgsgeschichte: Eine Gesundheitsorganisation nutzt zentrale Protokollierung und Echtzeit-Warnsysteme, damit das Verhalten der Benutzer:innen und die Fehlerquoten während der Einführung einer neuen App-Funktion verfolgt werden können. Bei Bedarf kann die App schnell wieder zurückgesetzt werden.

Infrastructure-as-Code

Wiederverwendbaren Code nutzen, um Infrastruktur automatisch zu provisionieren und zu konfigurieren, egal ob lokal oder in der Cloud, damit Teams schneller und in großem Umfang arbeiten können.

• Erfolgsgeschichte: Ein Hotelunternehmen nutzt IaC zum Aufbau identischer Umgebungen für Entwicklung, Tests und Produktion. So läuft der Bereitstellungsprozess über alle DevOps-Teams hinweg reibungsloser und einheitlicher ab.

Mikroservices

Eine Microservice-Architektur einsetzen, um effiziente Entwicklung, Bereitstellung und Skalierung innovativer, Cloud-basierter Services zu ermöglichen.

• Erfolgsgeschichte: DevOps-Teams eines Unternehmen für Mitfahrdienste arbeiten eigenständig an der Fahrerzuordnung, der Fahrtenverfolgung und anderen Microservices, wodurch jedes Team seinen Service weiterentwickeln kann, ohne die anderen Servicezyklen zu beeinträchtigen.

Überwachung

Software und Infrastruktur während des gesamten Entwicklungslebenszyklus kontinuierlich überwachen, um Probleme zu erkennen und Leistungsdaten zu erfassen.

• Erfolgsgeschichte: Jedes Mal, wenn eine große Einzelhandelskette einen neuen Online-Service einführt, werden IT-Kennzahlen (z. B. Serververfügbarkeit) und Geschäftskennzahlen (z. B. Klickraten) überwacht, damit die technische Leistung und die strategischen Auswirkungen des Services besser bewertet werden können.

Zu vermeiden:

Neben der Einhaltung der bewährten Methoden für die Umsetzung von DevOps solltest du auch diese Tipps berücksichtigen, was du vermeiden solltest:

1. Du solltest dich nicht auf die Automatisierung stürzen, ohne vorher fehlerhafte Prozesse zu beheben, denn sonst wird nur Chaos automatisiert.

2. Du solltest die Zusammenarbeit nicht vernachlässigen, denn bei DevOps geht es darum, dass Menschen zusammenarbeiten.

3. Du solltest nicht versuchen, allen Teams ein und dasselbe Toolset vorzuschreiben, denn was für das eine Team funktioniert, muss für ein anderes nicht unbedingt auch funktionieren.

4. Du solltest nicht an der Projekt- und Prozessdokumentation sparen, denn sie ist entscheidend für die Effizienz und Zusammenarbeit im Team.

Setze dir stattdessen klare Ziele, arbeite sorgfältig und sei offen für neue Erkenntnisse.

Arten von DevOps-Tools

Jede Organisation erstellt ihre eigenen DevOps-Tools, die als DevOps-Toolchain bezeichnet werden und die Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit des gesamten Entwicklungslebenszyklus verbessern sollen. Hier sind die vier Hauptkategorien von DevOps-Tools, die von erfolgreichen DevOps-Organisationen genutzt werden:

CI/CD-Tools:

Integration und Bereitstellung von Code-Änderungen automatisieren, wodurch manuelle Eingriffe reduziert und Release-Zyklen beschleunigt werden.

Tools zur Workflow-Automatisierung:

Durch vordefinierte Skripte und Konfigurationen die Provisionierung der Infrastruktur, das Konfigurationsmanagement und die Bereitstellung von Apps optimieren, um die Konsistenz und Genauigkeit zu verbessern.

Tools für Versions- und Quellcodeverwaltung:

Änderungen am Code im Laufe der Zeit verwalten und dabei sicherstellen, dass alle Änderungen nachvollziehbar sind und bei Bedarf problemlos rückgängig gemacht werden können.

Sicherheits-Tools:

Kontinuierlich Code auf Schwachstellen überwachen und testen, Anmeldedaten (sogenannte Geheimnisse) verwalten und die Einhaltung von Sicherheitsstandards sicherstellen.

Fazit

DevOps ist eine Softwareentwicklungsmethode, die sich auf kontinuierliche Verbesserungen und Innovationen konzentriert. Durch den Einsatz von DevOps-Methoden und -Tools kann deine Organisation die Betriebseffizienz verbessern und gleichzeitig sicherere, qualitativ hochwertige Software in großem Umfang erstellen.

GitHub stellt eine Reihe von DevOps-Produkten zur Verfügung, die deiner Organisation beim Aufbau einer vollständigen DevOps-Toolchain helfen, darunter:

• Git, ein Open-Source-Quellcodeverwaltungssystem, welches parallele Entwicklung, nahtlose Zusammenarbeit und genaue Änderungsverfolgung zwischen Teams unterstützt.

• GitHub, eine einheitliche DevOps-Plattform, die mit KI-gestützten Tools die Entwickler:innen-Produktivität, Innovation und Zufriedenheit steigert. Kostenlosen Probezeitraum starten.

• GitHub Actions, eine umfassende CI/CD-Plattform, mit der Entwickler:innen Workflows direkt in ihren Repositorys automatisieren, anpassen und ausführen können.

• GitHub Copilot, ein KI-Coding-Assistent, der Entwickler:innen hilft, Code schneller und müheloser zu schreiben.

• GitHub Advanced Security, eine Reihe leistungsstarker Sicherheits-Tools, integriert in GitHub, die Sicherheitsmethoden in jeder Phase des Lebenszyklus automatisieren, einschließlich Scannen und Korrekturvorschläge für den Code direkt während der Erstellung.