CI/CD et pipelines DevOps : une introduction

Le pipeline CI/CD est essentiellement un workflow qui permet aux équipes DevOps d’automatiser le processus de distribution de logiciels. CI/CD signifie « Continuous Integration/Continuous Delivery », ou intégration continue/livraison continue ; c’est une méthode de mise en œuvre logicielle utilisée par les équipes de développement pour apporter des modifications de code plus fréquentes et plus fiables. Le CI/CD englobe deux ensembles de pratiques complémentaires, chacune reposant fortement sur l’automatisation.

Dans le processus d’intégration continue, les équipes de développement implémentent régulièrement de petites modifications du code d’application et les fusionnent dans un référentiel partagé. Les applications modernes sont développées à l’aide de divers outils et plateformes : il faut donc un moyen d’intégrer et de valider chaque modification de code pour s’assurer qu’elles n’entravent pas le fonctionnement de l’application. L’intégration continue automatise le processus de création, de mise en paquet et de test du code chaque fois qu’un membre de l’équipe apporte des modifications au contrôle de version. Grâce à cette approche, les équipes ont plus de facilité à modifier fréquemment le code, ce qui améliore la collaboration et la qualité des applications.

La livraison continue est un moteur de workflow qui permet de lancer des processus tels que des tests de détection de bugs et l’envoi des modifications de code faites par l’équipe de développement vers un dépôt temporaire.

Le processus CI/CD est important car il facilite les processus de déploiement et les rend plus prévisibles. Il apporte également cohérence et fiabilité au processus de développement logiciel, ce qui renforce la collaboration entre les équipes de développement et les opérations, réduit les coûts et améliore la qualité des applications.

Dans cet article, nous vous proposons un petit tutoriel sur le processus de pipeline CI/CD, et nous allons discuter de ses usages, des bonnes pratiques d’exécution et des nombreux avantages du CI/CD pour le cycle de vie de développement et, à terme, pour l’ensemble de votre entreprise.

Les fondamentaux du DevOps

Le DevOps est une approche qui conjugue des personnes, des pratiques et des outils pour abattre les silos qui isolent les équipes de développement et d’exploitation. Le DevOps comble le fossé entre le développement logiciel, qui produit le code des applications, et les opérations IT, qui se chargent de mettre ces applications en production à la disposition des utilisateurs, et de les maintenir. Les équipes DevOps accélèrent le développement des applications et des services et, grâce à une approche plus réactive de la gestion de l’infrastructure IT, elles peuvent déployer et mettre à jour des produits pour rester compétitives dans leur secteur. 

Le DevOps est en partie issu du mouvement de développement agile, il a été créé pour résoudre l’un de ses problèmes clés : lorsque les développeurs agiles produisaient de nouvelles applications et des mises à jour de code plus fréquemment, les équipes d’exploitation traditionnelles avaient du mal à les tester et à les déployer, sapant la valeur d’un développement rapide. En étendant les principes d’agilité à l’ensemble du cycle de vie du développement logiciel (SDLC), le DevOps optimise l’ensemble du workflow dans un objectif d’amélioration continue. Les équipes DevOps hautement performantes n’observent pas seulement une accélération des itérations et du déploiement du code, mais aussi une réduction globale du délai de mise sur le marché des nouvelles idées, une baisse du nombre de bugs et une plus grande stabilité de l’infrastructure.

Le CI/CD est un processus fondamental du DevOps. Les développeurs intègrent régulièrement du nouveau code (souvent quotidiennement) au code source principal. Quand ce nouveau code est archivé dans un dépôt central partagé, un processus automatisé teste et valide les modifications, permettant aux développeurs d’identifier rapidement les problèmes et de recevoir des retours immédiats pour effectuer les ajustements nécessaires.

Qu’est-ce que le processus de pipeline CI/CD ?

Le pipeline CI/CD est essentiellement un workflow qui permet aux équipes DevOps d’automatiser le processus de distribution de logiciels. Sans un pipeline automatisé, les équipes doivent configurer un workflow manuel, ce qui prend beaucoup de temps et entraîne potentiellement des erreurs. Le pipeline CI/CD élimine les erreurs manuelles, normalise les boucles de rétroaction des développeurs et augmente la vitesse d’itération des produits.

Les prédécesseurs du CI/CD incluent l’automatisation de la publication des applications (ARA) et la gestion automatisée des publications (ARM), qui relèvent toutes deux de la catégorie « automatisation des publications » du travail et représentent de nouvelles itérations de l’évolution des processus automatisés et des tendances dans ce domaine.

Il n’existe pas de méthodologie ou de mise en œuvre standard du pipeline CI/CD, et chaque équipe DevOps devra choisir ses outils et services pour construire le sien, mais un pipeline comprend généralement les phases suivantes :

• Phase source : les développeurs extraient et travaillent localement sur le code source des applications, stocké dans un dépôt central tel que GitHub. Ils créent ensuite une nouvelle branche pour la fonctionnalité ou le bug qu’ils veulent corriger, et exécutent des tests sur cette branche localement dans leur environnement de développement, avant de la valider dans le dépôt source.
• Phase de construction : le nouveau code validé dans le dépôt source déclenche l’étape de construction, dans laquelle les codes de branche sont rassemblés et compilés pour construire une instance exécutable de la version. Les développeurs peuvent créer et tester leurs versions plusieurs fois par jour afin de détecter les erreurs dans le code et de recevoir des alertes en cas d’échec d’une compilation ou autre problème, afin que l’équipe puisse mettre en œuvre une correction dès que possible. Une fois le code exempt d’erreurs, il passe à la phase suivante.
• Phase de test : la compilation passe par plusieurs tests pour valider le code et s’assurer qu’il fonctionne comme prévu. Le plus souvent, il s’agit de tests unitaires, au cours desquels l’application est divisée en petites unités de code qui sont testées individuellement, et de tests d’acceptation utilisateur (UAT), dans lesquels les utilisateurs utilisent l’application pour déterminer si le code nécessite d’autres modifications avant d’être déployé en production. Des tests de charge, de sécurité et autres tests continus peuvent être effectués à ce stade.
• Phase de déploiement : une fois que l’application est prête pour la production, les stratégies de déploiement sont variées. Le meilleur choix dépend du type d’application, du degré de révision qu’elle a subi, de l’environnement cible et d’autres facteurs. Voici des approches de déploiement modernes pour les applications cloud.
  • Déploiement successif : cette méthode délivre l’application mise à jour par paliers jusqu’à ce que toutes les cibles aient la version à jour. Les déploiements successifs présentent moins de risques d’indisponibilité et sont faciles à annuler, mais nécessitent de prendre en charge à la fois les nouvelles et les anciennes versions de l’application.
  • Déploiement bleu-vert : avec cette méthode, les développeurs exécutent deux versions de l’application en parallèle sur des infrastructures distinctes. La dernière version stable de l’application est exécutée dans l’environnement de production (bleu) et la nouvelle version est exécutée dans un environnement de transfert (vert). Les fonctionnalités et les performances de la version verte de l’application sont testées. Lorsque les tests sont réussis, le trafic passe de l’environnement bleu à l’environnement vert, qui devient le nouvel environnement de production. Les déploiements bleu-vert sont rapides et faciles à mettre en œuvre, mais ils peuvent être coûteux si l’environnement de production répliqué est particulièrement complexe.
  • Déploiement canari : dans ce modèle de déploiement, les développeurs mettent une application à la disposition d’un petit sous-ensemble d’utilisateurs qui font part de leurs commentaires. Lorsqu’il est certain que l’application fonctionne correctement, elle est déployée auprès du reste des utilisateurs. Cette stratégie permet aux développeurs de tester deux versions parallèles d’une application avec de vrais utilisateurs, et d’effectuer des mises à jour et des annulations sans interruption.

À chaque étape du pipeline, l’équipe de développement reçoit des alertes en cas d’erreur afin de résoudre immédiatement le problème. Et comme les modifications de code passent à nouveau par le pipeline, seul le code exempt d’erreurs est déployé en production.

Déploiement continu et livraison continue

Le déploiement continu consiste à automatiser la publication des modifications de code dans l’environnement de production, après son intégration et son approbation via l’intégration et la livraison continues. Les modifications de code subissent une série de tests automatisés ; si les tests réussissent, elles sont immédiatement transmises aux utilisateurs du logiciel.

Le déploiement continu peut sembler synonyme de livraison continue – et les deux sont souvent désignés par l’abréviation « CD » – mais ce sont deux pratiques distinctes. La livraison continue est un processus de livraison qui pousse automatiquement les nouvelles compilations dans un environnement de tests de QA automatisés où sont détectés bugs et autres problèmes. Quand les tests sont réussis, le code est approuvé pour déploiement et automatiquement poussé vers les utilisateurs finaux. Comme elle n’implique aucune intervention humaine, et donc aucune pause, cette dernière étape est appelée déploiement continu.

Bien que le déploiement continu augmente l’agilité et la vitesse du CI/CD, il présente un certain nombre de risques, car il n’y a pas d’intervention manuelle entre le test final et la publication auprès des utilisateurs. Pour cette raison, il n’est pas adapté aux logiciels impliquant la protection de données sensibles, une conformité réglementaire ou des enjeux financiers élevés.

Comment utilise-t-on le CI/CD ?

Le CI/CD est utilisé pour harmoniser et automatiser le développement logiciel afin de fournir des applications et des services plus rapidement et plus fréquemment. Pour ce faire, le CI/CD fait un grand usage de l’automatisation, qui accélère les tests, les retours, les corrections de code et le déploiement.

La mise en œuvre des pratiques CI/CD offre de nombreux avantages :

• Des publications plus rapides et plus robustes : l’avantage le plus évident du CI/CD est qu’il accélère la livraison de logiciels et rend le processus plus efficace. Grâce à l’automatisation de la plupart des tests et des corrections de bugs, les développeurs peuvent se concentrer sur l’écriture de code et l’amélioration de la qualité de l’application.
• Une détection plus précoce des bugs : grâce à des tests automatisés à chaque étape du pipeline CI/CD, les développeurs peuvent identifier les bugs et autres problèmes dès qu’ils se présentent – dès les toutes premières étapes dans la plupart des cas – et ainsi éviter des surprises potentiellement dévastatrices pendant le déploiement.
• Une visibilité accrue : un pipeline CI/CD permet aux équipes de développement d’analyser les compilations, les résultats des tests et les erreurs de code de façon très détaillée. Elles bénéficient ainsi d’une meilleure perception des modifications qui ont créé les problèmes et les inefficacités, et peuvent plus facilement éviter la réapparition de ces problèmes.
• Des boucles de rétroaction plus rapides : le CI/CD crée une boucle de retour constante que les développeurs peuvent utiliser à leur avantage pour expérimenter des fonctionnalités et améliorer l’expérience de l’application.
• Des coûts réduits : l’approche automatisée du CI/CD réduit le nombre d’erreurs à chaque étape du processus de développement et simplifie la correction de celles qui se produisent. Les développeurs ne perdent plus de temps à des tâches manuelles et triviales et peuvent ainsi se consacrer à améliorer la qualité du code et optimiser les applications pour stimuler le ROI.
• Des clients plus satisfaits : des versions plus fiables et des délais plus rapides pour les mises à jour, les corrections de bugs et l’ajout de nouvelles fonctionnalités vous distinguent de la concurrence pour les clients.

Bonnes pratiques d’exécution du pipeline CI/CD

Bien que l’orchestration et la mise en œuvre de chaque pipeline CI/CD varient légèrement, voici quelques directives de base pour vous aider à résoudre les problèmes courants et à maintenir le pipeline le plus efficace pour votre entreprise :

• Utilisez un environnement cohérent : un pipeline CI/CD fiable doit toujours produire le même résultat pour une entrée donnée. Mais vous ne pouvez pas avoir un pipeline fiable si chaque exécution modifie son environnement : vous devez donc démarrer chaque workflow à partir du même environnement isolé.
• Appliquez l’analytique au pipeline : l’analyse du pipeline permet de visualiser la télémétrie de vos processus CI/CD, élargit la visibilité et augmente vos capacités de mesure, pour vous donner une image complète du fonctionnement de votre pipeline de livraison. 
• Validez tôt, validez souvent : la validation précoce et fréquente des modifications facilite l’identification des bugs, car la quantité de code à analyser est moindre. Cette approche par petits lots améliorera la qualité du code et permettra aux équipes de procéder à des itérations plus efficaces.
• Compilez une seule fois : les pipelines CI/CD performants intègrent généralement le processus de compilation à la première étape du cycle CI/CD, et cette étape n’est exécutée qu’une seule fois, le résultat étant ensuite utilisé sur tout le pipeline. La réutilisation d’une même compilation permet d’éviter l’introduction de nouvelles incohérences au fil des étapes du pipeline.
• Implémentez le contrôle de version : un système de contrôle de version est indispensable pour stocker le code source, suivre les modifications de code et rétablir les déploiements antérieurs en cas de besoin. Veillez à appliquer et utiliser le contrôle de version pour les scripts, la documentation, les bibliothèques et les configurations de votre application. 
• Développez par paliers : travailler en petites itérations, en décomposant une fonctionnalité en sous-fonctions plus petites et en utilisant des indicateurs uniques pour chacune d’elles, facilitera la localisation des défauts et réduira le risque de problèmes d’intégration lorsque du passage en production.
• Supervisez vos pipelines : corrélez les données de votre pipeline avec d’autres métriques pour optimiser les performances globales de vos applications. En savoir plus sur la supervision des pipelines DevOps CI/CD

Mise en œuvre du processus CI/CD

Voici quelques points à garder à l’esprit lors de la mise en œuvre d’un processus CI/CD :

• Il faut comprendre que le CI/CD est un workflow et un processus de déploiement, et non un produit : ne vous entêtez pas à rechercher « le bon outil ». Ce que vous attendez du processus CI/CD, c’est qu’il transforme votre développement logiciel afin de passer d’un processus manuel, lourd et lent à un processus automatisé, simple et rapide. Identifiez un point de départ, puis faites appel à un petit groupe enthousiaste de développeurs et de spécialistes des opérations pour mettre sur pied une preuve de concept et poursuivre les itérations jusqu’à ce que votre pipeline soit en place.
• Planifiez la réussite : cette approche nécessite une planification technique complète dès le départ, car il faut notamment choisir des plateformes et refactoriser les applications pour les rendre compatibles avec des mises à jour itératives. Mais il ne faut pas non plus négliger les considérations culturelles lorsque l’implémentation dépassera le cadre du groupe initial pour s’étendre au reste de l’organisation. L’adhésion des responsables IT et métiers est essentielle à la réussite à long terme.
• Optimisez vos processus : avant de commencer à introduire les outils CI/CD dans votre pipeline de déploiement existant, prenez le temps d’évaluer vos processus et workflows actuels. S’ils ne sont pas efficaces, leur automatisation n’aura pas d’effet magique : commencez par y mettre de l’ordre avant de les intégrer dans le nouveau pipeline CI/CD.
• Insistez sur l’amélioration continue : abordez le CI/CD avec un esprit ouvert, préparez-vous à apprendre de vos erreurs et à vous améliorer en permanence. Vous devez donc veiller à ce que vos outils CI/CD fournissent des métriques continues que vous pourrez intégrer dans un tableau de bord commun afin que tous les participants puissent suivre les progrès et déterminer quels ajustements doivent être apportés et où.
  

Mettre en place un processus CI/CD sur GCP et AWS

AWS (Amazon Web Services) et GCP (Google Cloud Platform) sont deux options DevOps en tant que service (DaaS) très répandues. Les deux présentent des avantages et des inconvénients uniques.

AWS est généralement rapide, offre un moyen facile de migrer votre DevOps vers le cloud et fonctionne selon un modèle pratique de paiement à l’utilisation. GCP fournit une multitude d’outils pour votre pipeline de cycle de vie d’application, tels que Stackdriver Monitoring, Stackdriver Debugger, Stackdriver Logging, un service d’analyse de sécurité (App Engine).

Les deux offrant des solutions DevOps de qualité, les principaux facteurs de différenciation restent le prix et la couverture géographique.

Choisir les outils CI/CD

Plusieurs facteurs entrent en ligne de compte lorsque vous recherchez des outils CI/CD à ajouter à votre chaîne d’outils de développement.

Premièrement, il s’agit de savoir si vous voulez utiliser un outil CI/CD open source, un outil commercial (code fourni) ou votre propre outil. Les solutions open source permettent de faire des économies, mais il se peut que les développeurs modifient radicalement le code ou cessent complètement de développer le produit. D’autre part, les outils open source s’accompagnent souvent d’un support minimal. Les outils commerciaux, en revanche, offrent généralement une assistance solide et des cycles de mise à jour plus prévisibles, mais ils peuvent être chers et leur intégration est parfois moins flexible. Élaborer votre propre solution vous permet de l’adapter aux besoins uniques de votre entreprise, mais nécessite beaucoup de ressources.

Ensuite, pensez au modèle d’hébergement. Si votre base de code doit rester sur des machines locales, vous aurez besoin d’une chaîne d’outils que vous pouvez déployer sur vos propres serveurs ou votre infrastructure virtuelle. Il faut savoir que les outils CI/CD sont principalement alignés sur les infrastructures cloud ou cloud-native : ils sont donc aussi proposés sous une forme SaaS (logiciel en tant que service) et exécutés sur l’infrastructure cloud du fournisseur, ce qui vous permet de réduire la plupart des coûts de support.

Quelles que soient vos réponses à ces questions, vous devrez enfin tenir compte des coûts associés. En dépit des économies initiales permises par un outil open source, la mise en place et la prise en charge de l’outil sur votre propre infrastructure, ainsi que la baisse de productivité des développeurs pendant la période d’apprentissage, risquent d’avoir un coût important. Avec les outils commerciaux et SaaS, vous payez généralement des frais en fonction de votre niveau d’utilisation.

Pour choisir la meilleure option pour votre organisation, vous devrez donc déterminer le nombre de compilations que vous ferez, si vous effectuerez ou non des compilations simultanées et le nombre d’utilisateurs qui accéderont à l’outil.

Pour résumer : faites passer votre entreprise au niveau supérieur avec le CI/CD

La vitesse à laquelle vous livrez vos logiciels est un facteur de différenciation important sur le marché. Les entreprises qui réussissent affichent de 50 à 100 déploiements par jour, et quelques géants, comme Netflix, dépassent les 1 000 déploiements. Un pipeline CI/CD fonctionnel cultive la productivité, la fiabilité et la vitesse requises pour atteindre ces chiffres et livrer des applications robustes répondant aux besoins dynamiques de l’entreprise. En d’autres termes, si vous n’appliquez pas les pratiques CI/CD, vous risquez de vous faire distancer. Transformer votre méthode de livraison des logiciels n’est ni rapide ni facile, mais l’effort en vaut la peine et donnera à votre entreprise les moyens de réussir pendant des années à venir.