如何從零思考設計你的 DevOps 運維服務體系?
前記
體系就像是一頂帽子,是對 DevOps 運維的一個深度總結,寫一下工作中的感悟,希望對你有所啟迪。
DevOps 體系是從原始運維一步步走過來的,原始運維好比是本,有了本進而想繼續(xù)提升效率、減少出錯、優(yōu)化流程,就發(fā)展到了 DevOps,AIOps……
首先,運維的業(yè)務職能規(guī)范后形成章程、綱領,在互聯(lián)網快速發(fā)展的特點下,形成了一套應對”快”和”變”的體系,并不停的迭代升級,工作這些年,體會到千象背后是有恒道的,運維工作一直圍繞高 SLA 和低成本的業(yè)務目標運轉著,只是工具在圍繞著體系變來變去。從開發(fā)的角度理解,運維體系就像是算法,實現算法的語言就像是工具,DevOps 就是工具的升級。
工具的本質其實是一個基礎支撐,有了這個支撐,一系列目標的實現才更科學、高效,簡單示意如下。
原始階段,運維工程師與各部門無數的磨合、探索下,慢慢形成了最初的體系,其無形的規(guī)范著運維的工作和注意事項,工程師通過這個綱領開展日常工作并保障業(yè)務的健康發(fā)展,這個階段可以說是制度為王、制度規(guī)范,沒有系統(tǒng)的運維平臺,有的只是零散的一些大小工具,各種事物基本靠人工、靠制度、靠約束,雖是原始階段,但也是運維最真實的樣子,忙碌而又忙碌,效率總跟不上需求,制度總跟不上執(zhí)行,與開發(fā)的協(xié)作總難同一頻道,需要大量的運維人力。
再向后發(fā)展,為了提高效率的同時解決與開發(fā)間的溝通協(xié)作問題,提出了 DevOps,大家開始做自動化、做 DevOps 文化,這個自動化其本質是把運維體系落在一個到多個系統(tǒng)上,通過自動化系統(tǒng)來提高工作效率,同時用系統(tǒng)來實現制度,開發(fā)和運維都在一個系統(tǒng)上協(xié)作,遵守同樣的規(guī)則,協(xié)作上也高效多了,這個階段到了技術為王、平臺規(guī)范,市場上出現了運維開發(fā),出現了 SRE,各種問題得到了有效的解決,當然解決的程度取決 DevOps 系統(tǒng)做的優(yōu)劣,這個就參差不齊了,但出現了這個發(fā)展方向。
再向后發(fā)展,行業(yè)領頭羊提出要進一步減少人工參與,用機器自動化替換人工自動化,進而出現了 AIOps。
細心觀察,從原始運維向 DevOps 的演進過程,就是越來越注重技術解決問題的過程,人員需要越來越少,能用技術替代的崗位慢慢被替代,隨著自動化平臺的成熟穩(wěn)定,理論上理想的終極狀態(tài)可能只留”運維平臺+業(yè)務運維“,其他運維轉崗業(yè)務運維,業(yè)務運維轉崗技術運營。
那么我們如何思考設計一套 DevOps 運維服務體系呢?總結下來,一個最小的模型為定業(yè)務規(guī)范、建工作制度、搭 DevOps 系統(tǒng),以此為最小單元循環(huán)往復、迭代升級。
一、定業(yè)務規(guī)范
先講個美國人與中國人種地的事兒,美國人建立農場,把種地標準化流程化后,引入工具,幾個人種幾百畝地收成高、成本低反而不累,中國人每個人幾畝地各自作業(yè),收成低、成本高反而都很累。
做運維我感覺也是這個道理,想要批量化、高效率的作業(yè)就要規(guī)范化,制定各種標準形成規(guī)范,如果每個服務各自為戰(zhàn),就會出現烏泱泱一群人確實忙的腳不離地兒,但就是不出活兒。
那么我們通過 DevOps 要批量管理哪些東西呢,集中一下大概就是資源、服務、規(guī)范三類,資源包括像服務器、網絡設備、負載均衡、證書、域名、代碼、容器等,服務包括像圍繞運維提供的服務監(jiān)控告警、CI/CD、日志分析、服務預案、配置管理等,規(guī)范包括像流程、資源、服務的各種標準化等,簡單示意如下。
所以規(guī)范是整個 DevOps 體系建設里非常重要的一環(huán),每個規(guī)范也對應了一些最佳實踐原則,整理了一些運維中的規(guī)范如下:
1、變更規(guī)范
- 上線變更:代碼上線、回滾、擴縮容;
- 配置變更:系統(tǒng)配置、應用配置;
- 網絡變更:網絡割接、設備更換;
- 其它變更:流量調度、服務切換、服務下線…
原則:
- 制定變更審核流程;
- 制定變更相關方通知(群、郵件);
- 制定變更回滾策略;
- 遵循測試、灰度、全量上線的規(guī)則;
下線變更要將服務器依賴處理干凈,比如說掛著vip、有域名解析。
2、容災規(guī)范
- 服務災備:多機器、多機房;
- 數據災備:多備份、異地備份;
- 網絡災備:多線路、多設備;
原則:
- 自動切換 好于 手動切換;
- 無狀態(tài) 好于 有狀態(tài);
- 熱備 好于 冷備;
- 多機房 好于 單機房。
3、容量規(guī)范
- 系統(tǒng)容量:木桶原理計算系統(tǒng)的全鏈路容量、用量、余量;
- 模塊容量:模塊的容量、用量、余量;
- 機房容量:分機房的容量、用量、余量;
- 單機容量:用于反向計算機房、模塊容量;
原則:
- 制定模塊單機容量指標(比如QPS、連接數、在線用戶數等);
- 容量要考慮下行(讀)、上行(寫),考慮存儲增量;
- 計算當前模塊總容量,收集當前的用量,并對比容量計算余量;
- 系統(tǒng)總容量可以根據木桶原理,找到短板模塊后,反向計算出來。
4、巡檢規(guī)范
- 用戶核心指標;
- 服務核心指標;
- 基礎資源指標:服務器;
- 依賴資源指標:依賴db、依賴接口;
- 自動化巡檢報告;
- 值班oncall安排;
原則:
- DashBoard核心在于收斂、舍得;
- 自動化巡檢的必要性在于異常偵測,預防故障。
5、告警規(guī)范
- 基礎監(jiān)控:CPU、內存、網絡、IO;
- 應用監(jiān)控:進程、端口;
- 業(yè)務監(jiān)控:日志、業(yè)務埋點;
- 依賴監(jiān)控:數據庫、依賴接口……
原則:
- 核心監(jiān)控收斂成告警,并對告警進行分級,備注告警影響;
- 核心監(jiān)控形成可排查問題的DashBoard;
- 告警的價值在于實時發(fā)現故障。
6、預案規(guī)范
- 線路切換:移動、電信、聯(lián)通線路切換;
- 機房切換:不同機房切換;
- 機器切換:機器故障時進行摘除;
- 服務降級:無法切換時,降低標準繼續(xù)服務;
- 數據庫切換:主從切換、讀寫切換;
- 網絡切換:主備線路切換、鏈路切換;
原則:
- 域名切換 好于 更換IP;
- 自動摘除 好于 手動操作;
- 自動切換 好于 手動切換;
- 考慮好雪崩事宜。
7、故障管理規(guī)范
- 服務分級:確定各服務用戶角度的影響;
- 故障定級:制定故障定級標準;
- 制定故障通知、處理規(guī)范;
- 制定故障復盤,改進措施按時保量完成的規(guī)范;
原則:
擁抱故障,同類故障不能重復發(fā)生。
8、權限安全規(guī)范
- 開發(fā)、運維、臨時權限;
- 安全上符合安全審計標準。
9、文檔、工具規(guī)范
- 統(tǒng)一共享知識文檔;
- 統(tǒng)一共享各種腳本工具;
原則:
理想的情況是“一站式運維平臺”,一個平臺涵蓋所有工具操作。
10、標準化規(guī)范:
- 主機名標準化;
- 日志存儲標準化;
- 日志格式標準化;
- 域名使用標準化;
- 軟件安裝目錄結構標準化;
原則:
- 主機名盡量能看出更多信息,比如服務、模塊、機房等;
- 日志是排查問題的重要信息,一定要標準化,方便手工排查,更是為了以后用工具處理打下基礎。
11、資源管理規(guī)范
- 服務器
- vip
- 域名
- 證書
- 代碼
原則:
- 資源之間是有關系的,要建立有關系的資源管理。
- 這里只列了一些常見的業(yè)務規(guī)范,還有很多規(guī)范是要在業(yè)務實際問題中去制定的,規(guī)范代表了運維的最佳實踐,在DevOps建設中非常重要。
二、建工作制度
制度對應著工作的做事流程方法,會影響到文化,制度的建設情況,也反映了解決問題的層次,好的制度是應該能夠系統(tǒng)化、工具化、可執(zhí)行、可量化的,這樣在后期才好用DevOps實現,把制度友好的落到運維平臺上。
制度的產生不應該是解決一個case,而是科學的解決一類問題,制度的執(zhí)行如果僅靠人的自覺自律,是靠不住的,一定要盡可能落到技術上。
- 上線審批制度
- 合規(guī)部署制度
- 日志清理制度
- 容量管理制度
- oncall管理制度
- 服務巡檢制度
- 故障管理制度
- 安全管理制度
- ……
工作中最不缺的是各種制度,如何建是有技巧的,也體現了一個運維的能力,這種能力堅持下去就會變?yōu)橐环N文化,例如考慮問題看到本質,解決問題解決根本。
另外,制度的建立要一定要本著長遠的眼光,科學的態(tài)度,DevOps的思想(工具思維)。
三、搭 DevOps 系統(tǒng)
搭系統(tǒng)就是把前面的內容用技術的手段信息化,用科學的工具實現零散的資源管理、規(guī)范制度、手工操作,最理想的目標是“一站式運維”,工程師不需要切換系統(tǒng),一個平臺解決所有事情。
但要管的東西實在太多了,為了專業(yè),市面上首先出現了解決單個點的優(yōu)秀方案,比如說zabbix、Jenkins…..但從用戶的角度看就像“五行有了缺一個串”,解決一個業(yè)務問題,需要打開N多個系統(tǒng),來回跳轉,這種方式令人崩潰。好一點的大廠做個單點登陸,解決了賬號混亂的問題,不過依舊是一堆系統(tǒng),用戶體驗差、操作效率低。
實際上,這些單點的解決方案非常重要,我們在思考設計DevOps的時候,想要做到高質量、低成本,必須用好這些方案像拼積木一樣做資源整合,把他們當作底層的輪子,站在巨人的肩膀上做系統(tǒng),力爭在應用層做到“一站式”,工作細分到這個程度,指望一個系統(tǒng)解決所有底層問題是不現實的,用圖示意如下。
可以看到,整個工具體系分為了兩層,一層是底層的輪子層,這一層面向的是單個主題的解決,講究深度和系統(tǒng)的解決一類問題,上層是面向SRE的應用層,也可以說是業(yè)務層,業(yè)務層通過底層輪子封裝后管理了資源、規(guī)范制度、運維服務(運維提供的服務)這三類內容,所有的輪子通過一套賬號和權限體系打通。
我們要用好開源社區(qū)優(yōu)秀的輪子,特別是小廠,沒有必要重復建設,要通過輪子的api接口做好應用層的流程封裝,通過應用層的集成,做到一站式操作,應用層作為和SRE的用戶接口,體現了一個 DevOps 的用戶體驗,輪子可以復雜,“一站式運維平臺”要做到盡可能簡單、優(yōu)雅。
寫到這里,希望對從業(yè)的你有所啟迪。