CI/CD یا ادغام پیوسته و تحویل/توزیع پیوسته چیست ؟

CI/CD چیست ؟

CI/CD مخفف دو اصطلاح مرتبط در توسعه نرم‌افزار است: ادغام پیوسته (Continuous Integration – CI) و تحویل/توزیع پیوسته (Continuous Delivery/Continuous Deployment – CD). این مفاهیم، مجموعه‌ای از روش‌ها و ابزارهایی هستند که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا فرآیندهای ساخت، تست، و استقرار نرم‌افزار را خودکار کنند و به شکل پیوسته و سریع‌تری به انتشار کد بپردازند.

۱. ادغام پیوسته (Continuous Integration – CI)

ادغام پیوسته فرآیندی است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تغییرات کد خود را به‌طور مرتب و خودکار به یک مخزن کد مشترک (مانند Git) اضافه کنند. در این رویکرد:

• ادغام مکرر: توسعه‌دهندگان به‌طور مکرر کد خود را با کدهای دیگر ترکیب می‌کنند، مثلاً چند بار در روز.
• آزمایش خودکار: هر بار که کدی به مخزن اضافه می‌شود، تست‌های خودکار (مانند تست واحد) اجرا می‌شوند تا مشکلات و ناسازگاری‌ها به‌سرعت شناسایی شوند.
• کاهش خطا: این روش باعث می‌شود که مشکلات و باگ‌ها در مراحل ابتدایی شناسایی و رفع شوند، و مانع از ایجاد خطاهای پیچیده در کد شود.

۲. تحویل و توزیع پیوسته (Continuous Delivery/Continuous Deployment – CD)

تحویل پیوسته (Continuous Delivery) و توزیع پیوسته (Continuous Deployment) دو بخش مختلف از مفهوم CD هستند، اما در هدف مشترکند: خودکارسازی و بهبود فرآیند انتشار نرم‌افزار.

• تحویل پیوسته (Continuous Delivery): این رویکرد به معنی آماده‌سازی نرم‌افزار برای استقرار در محیط تولید است، اما مرحلهٔ نهایی یعنی استقرار نهایی به‌صورت دستی انجام می‌شود. هدف این است که کد به مرحله‌ای برسد که در هر لحظه آمادهٔ استقرار باشد، اما تصمیم استقرار نهایی به تأیید دستی نیاز دارد.
• توزیع پیوسته (Continuous Deployment): این فرآیند به‌طور کامل خودکار است، به این معنا که هر تغییری که تست‌ها را با موفقیت پشت سر بگذارد، به‌طور خودکار در محیط تولید منتشر می‌شود. این روش نیاز به تأیید دستی ندارد و به تیم‌ها امکان می‌دهد تغییرات را بلافاصله و بدون وقفه به کاربران برسانند.

CI/CD pipeline چیست ؟

به مجموعه‌ای از فرآیندها و ابزارهای مرتبط گفته می‌شود که به طور خودکار مراحل مختلف توسعه نرم‌افزار (ادغام، تست، و استقرار) را مدیریت و بهینه‌سازی می‌کنند. برای کارآمدی بهتر این Pipeline، تیم‌های توسعه و عملیات با رویکردهای DevOps یا مهندسی قابلیت اطمینان سایت (SRE) و به صورت چابک (Agile) با یکدیگر همکاری می‌کنند.

DevOps رویکردی است که هدف آن نزدیک‌تر کردن تیم‌های توسعه و عملیات برای بهبود سرعت و کیفیت انتشار نرم‌افزار است، و SRE نیز بر افزایش قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری سیستم‌ها تمرکز دارد.

چرا CI/CD مهم است؟

CI/CD به سازمان‌ها کمک می‌کند از اشکالات و خرابی‌های کد جلوگیری کنند و در عین حال چرخه مداوم توسعه و به‌روزرسانی نرم‌افزار را حفظ کنند.

با بزرگ‌تر شدن برنامه‌ها، ویژگی‌های CI/CD می‌تواند به کاهش پیچیدگی، افزایش کارایی و ساده‌سازی گردش کار کمک کند.

از آنجایی که CI/CD مداخله دستی انسان را که به طور سنتی برای دریافت کد جدید از یک commit به تولید نیاز بود، خودکار می کند، زمان خرابی به حداقل می رسد و انتشار کد سریعتر اتفاق می افتد. و با قابلیت ادغام سریعتر به‌روزرسانی‌ها و تغییرات در کد، بازخورد کاربر را می‌توان به طور مکرر و مؤثرتر گنجاند، که به معنای نتایج مثبت برای کاربران نهایی و در کل مشتریان راضی‌تر است.

Continuous Integration چیست؟

در عبارت CI/CD، همیشه منظور از CI همان ادغام پیوسته (Continuous Integration) است. ادغام پیوسته یک فرآیند خودکارسازی برای توسعه‌دهندگان است که به آن‌ها امکان می‌دهد تغییرات کد خود را به صورت مکرر و سریع‌تر با شاخهٔ مشترک یا همان شاخه اصلی (trunk) پروژه ادغام کنند. هر بار که این به‌روزرسانی‌ها انجام می‌شود، مراحل تست خودکار شروع می‌شوند تا از صحت و پایداری تغییرات ادغام‌شده اطمینان حاصل شود.

دلیل این است که وقتی یک توسعه‌دهنده به‌تنهایی تغییراتی در برنامه ایجاد می‌کند، احتمال دارد این تغییرات با تغییرات هم‌زمان دیگری که توسط سایر توسعه‌دهندگان انجام شده‌اند، تداخل پیدا کند. این مشکل وقتی تشدید می‌شود که هر توسعه‌دهنده محیط توسعه یکپارچه محلی (IDE) مخصوص به خود را داشته باشد و تیم به جای توافق بر روی استفاده از یک IDE ابری مشترک، محیط‌های مختلفی داشته باشند.

ادغام پیوسته (CI) را می‌توان راه‌حلی برای مشکل وجود شاخه‌های متعدد از یک برنامه در حال توسعه دانست که ممکن است با یکدیگر تداخل داشته باشند.

موفقیت در ادغام پیوسته به این معناست که هر زمان تغییرات یک توسعه‌دهنده در برنامه ادغام می‌شود، این تغییرات با ساخت خودکار برنامه و اجرای تست‌های خودکار در سطوح مختلف (معمولاً تست واحد و تست یکپارچگی) بررسی و اعتبارسنجی می‌شود تا مطمئن شویم این تغییرات برنامه را دچار مشکل نکرده‌اند. این تست‌ها شامل بررسی بخش‌های مختلف برنامه، از کلاس‌ها و توابع تا ماژول‌های متفاوتی که کل برنامه را تشکیل می‌دهند، می‌شود.

یکی از مزایای ادغام پیوسته این است که اگر تست‌های خودکار تداخلی بین کد جدید و کد موجود را شناسایی کنند، رفع این باگ‌ها سریع‌تر و به‌صورت مرتب انجام می‌شود.

CD در CI/CD چیست؟

“CD” در CI/CD به تحویل پیوسته (Continuous Delivery) و/یا توزیع پیوسته (Continuous Deployment) اشاره دارد؛ این دو مفهوم مرتبط هستند و گاهی به‌جای هم به کار می‌روند. هر دو در مورد خودکارسازی مراحل بیشتر در پایپلاین توسعه هستند، اما گاهی به‌صورت جداگانه استفاده می‌شوند تا نشان دهند تا چه حد این خودکارسازی پیش رفته است. انتخاب بین تحویل پیوسته و توزیع پیوسته به میزان ریسک‌پذیری و نیازهای خاص تیم‌های توسعه و عملیات بستگی دارد.

اصول پایه CI/CD

هشت اصل پایه‌ای برای CI/CD وجود دارد که به بهبود کارایی چرخه عمر توسعه نرم‌افزار کمک می‌کنند. این اصول طیف گسترده‌ای از فرآیندهای توسعه تا استقرار را پوشش می‌دهند. با استفاده از این اصول در پایپلاین خود، می‌توانید جریان کاری DevOps و تحویل نرم‌افزار خود را بهبود دهید:

1. مخزن منبع واحد
   مدیریت کد منبع (SCM) که تمامی فایل‌ها و اسکریپت‌های مورد نیاز برای ساخت نرم‌افزار را در خود دارد، بسیار حیاتی است. این مخزن باید شامل همه چیز برای ساخت باشد: کد منبع، ساختار پایگاه داده، کتابخانه‌ها، فایل‌های تنظیمات، و سیستم کنترل نسخه. همچنین باید اسکریپت‌های تست و ساخت برنامه‌ها را نیز شامل شود.
2. ثبت تغییرات مکرر در شاخه اصلی
   کدها را زود و به‌صورت مکرر به شاخه اصلی (ترانک، mainline یا master) ادغام کنید. از شاخه‌های فرعی خودداری کنید و فقط با شاخه اصلی کار کنید. کد را در قطعات کوچک بنویسید و تا حد امکان مکرراً با شاخه اصلی ادغام کنید. هر بار فقط یک تغییر را ادغام کنید و از ادغام چند تغییر به‌صورت هم‌زمان خودداری کنید.
3. ساخت‌های خودکار
   اسکریپت‌ها باید هر چیزی که برای ساخت نیاز است را از طریق یک دستور واحد انجام دهند، از جمله فایل‌های سرور وب، اسکریپت‌های پایگاه داده، و نرم‌افزار برنامه. فرآیندهای CI باید به‌طور خودکار کد را بسته‌بندی و کامپایل کنند تا یک برنامه قابل استفاده ایجاد شود.
4. ساخت‌های خود-تست
   CI/CD نیازمند تست مداوم است. اسکریپت‌های تست باید به‌گونه‌ای باشند که اگر تستی ناموفق باشد، ساخت نیز با شکست مواجه شود. از اسکریپت‌های تست ایستا پیش از ساخت برای بررسی کیفیت، یکپارچگی و امنیت کد استفاده کنید. تنها کدی که این تست‌ها را با موفقیت پشت سر می‌گذارد باید وارد ساخت شود.
5. تکرارهای مکرر
   ثبت‌های مکرر در مخزن باعث می‌شود که نقاط تداخل کمتری در کد وجود داشته باشد. به جای تغییرات عمده، تغییرات کوچک و مکرر انجام دهید. این کار امکان بازگشت سریع‌تر تغییرات را در صورت بروز مشکل یا تداخل فراهم می‌کند.
6. محیط‌های تست پایدار
   کد باید در یک نسخه شبیه‌سازی‌شده از محیط تولید تست شود. نمی‌توان کد جدید را در نسخه واقعی تولید تست کرد. محیطی شبیه به محیط واقعی ایجاد کنید و از اسکریپت‌های تست دقیق استفاده کنید تا باگ‌هایی که از تست اولیه قبل از ساخت عبور کرده‌اند، شناسایی و رفع شوند.
7. حداکثر شفافیت
   هر توسعه‌دهنده باید بتواند به آخرین نسخه‌های اجرایی و تغییرات موجود در مخزن دسترسی داشته باشد. اطلاعات موجود در مخزن باید برای همه قابل مشاهده باشد. از کنترل نسخه برای مدیریت تحویل‌ها استفاده کنید تا توسعه‌دهندگان بدانند آخرین نسخه کدام است. حداکثر شفافیت به این معناست که همه می‌توانند پیشرفت‌ها را رصد کنند و نگرانی‌های احتمالی را شناسایی کنند.
8. استقرارهای پیش‌بینی‌پذیر در هر زمان
   استقرارها باید به حدی روتین و کم‌خطر باشند که تیم بتواند در هر زمان آن‌ها را انجام دهد. فرآیندهای تست و تأیید CI/CD باید دقیق و قابل اعتماد باشند، تا تیم اعتماد داشته باشد که می‌تواند هر زمان که لازم باشد، به‌روزرسانی‌ها را مستقر کند. استقرارهای مکرر و شامل تغییرات محدود، ریسک کمتری دارند و در صورت نیاز به‌راحتی می‌توان آن‌ها را بازگرداند.

CI/CD در مقابل DevOps

CI/CD یک بخش ضروری از متدولوژی DevOps است که هدف آن تقویت همکاری بین تیم‌های توسعه و عملیات می‌باشد. هر دو CI/CD و DevOps بر خودکارسازی فرآیندهای یکپارچه‌سازی کد تمرکز دارند و از این طریق فرآیندهایی را که در آن یک ایده (مانند یک ویژگی جدید، درخواست بهبود، یا رفع یک باگ) از مرحله توسعه به مرحله استقرار در محیط تولید می‌رسد، سرعت می‌بخشند تا بتواند برای کاربر ارزش‌آفرینی کند.

در چارچوب همکاری DevOps، امنیت یک مسئولیت مشترک است که از ابتدا تا انتهای فرآیند به طور یکپارچه در نظر گرفته می‌شود. این طرز فکر به قدری مهم است که برخی اصطلاح “DevSecOps” را برای تأکید بر ضرورت ایجاد پایه‌های امنیتی در اقدامات DevOps ابداع کرده‌اند. DevSecOps (ترکیبی از توسعه، امنیت و عملیات) رویکردی است که بر فرهنگ، خودکارسازی، و طراحی پلتفرم تمرکز دارد و امنیت را به عنوان یک مسئولیت مشترک در تمام چرخه عمر فناوری اطلاعات یکپارچه می‌کند. یکی از مؤلفه‌های کلیدی DevSecOps، معرفی پایپلاین امن CI/CD است.

امنیت CI/CD چیست؟

امنیت CI/CD برای حفاظت از پایپلاین‌های کد با استفاده از بررسی‌ها و تست‌های خودکار به‌کار می‌رود تا از بروز آسیب‌پذیری‌ها در فرآیند تحویل نرم‌افزار جلوگیری شود. وارد کردن امنیت در پایپلاین – از طریق روش‌هایی مانند امنیت شیفت-چپ (shift left) و امنیت شیفت-راست (shift right) – به محافظت از کد در برابر حملات، جلوگیری از نشت داده‌ها، تطابق با سیاست‌ها، و تضمین کیفیت کمک می‌کند.

ماهیت سریع توسعه و استقرار بدون امنیت مناسب می‌تواند پایپلاین را در معرض خطراتی قرار دهد، از جمله:

• افشای داده‌های حساس به منابع خارجی
• استفاده از کدهای ناامن یا اجزای شخص ثالث
• دسترسی غیرمجاز به مخازن کد منبع یا ابزارهای ساخت

شناسایی و کاهش آسیب‌پذیری‌ها در طول چرخه توسعه نرم‌افزار این اطمینان را ایجاد می‌کند که تغییرات کد به‌طور کامل تست شده و مطابق با استانداردهای امنیتی هستند، پیش از آنکه در محیط تولید مستقر شوند.

ابزارهای محبوب CI/CD

ابزارهای CI/CD نقش مهمی در اتوماسیون فرآیندهای توسعه و استقرار نرم‌افزار دارند. این ابزارها به تیم‌ها کمک می‌کنند تا کد را به‌طور مداوم ادغام کرده و به‌سرعت آن را به محیط‌های تولید مستقر کنند. در ادامه، برخی از محبوب‌ترین ابزارهای CI/CD را معرفی می‌کنم:

1. Jenkins

• توضیحات: Jenkins یکی از محبوب‌ترین ابزارهای CI/CD منبع باز است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد اتوماسیون را در فرآیندهای توسعه نرم‌افزار پیاده‌سازی کنند.
• ویژگی‌ها: قابلیت ایجاد پایپلاین‌های پیچیده، پشتیبانی از افزونه‌های متعدد، و قابلیت شخصی‌سازی بالا.

2. GitLab CI/CD

• توضیحات: GitLab یک پلتفرم مدیریت کد منبع است که CI/CD را به‌طور مستقیم در خود دارد.
• ویژگی‌ها: یکپارچگی با مخازن کد، امکان ایجاد پایپلاین‌های CI/CD به‌سادگی با استفاده از فایل‌های YAML، و داشبوردهای قابل تنظیم.

3. CircleCI

• توضیحات: CircleCI یک ابزار ابری برای CI/CD است که برای ادغام سریع و استقرار کد طراحی شده است.
• ویژگی‌ها: سرعت بالا در اجرای تست‌ها، یکپارچگی آسان با GitHub و Bitbucket، و قابلیت ایجاد پایپلاین‌های سفارشی.

4. Travis CI

• توضیحات: Travis CI یک سرویس CI/CD مبتنی بر ابر است که به‌ویژه برای پروژه‌های متن‌باز مناسب است.
• ویژگی‌ها: آسانی در راه‌اندازی و پیکربندی، پشتیبانی از چندین زبان برنامه‌نویسی، و یکپارچگی با GitHub.

5. GitHub Actions

• توضیحات: GitHub Actions ابزاری است که به شما امکان می‌دهد اتوماسیون را در داخل GitHub ایجاد کنید.
• ویژگی‌ها: توانایی تعریف جریان‌های کاری با استفاده از فایل‌های YAML، یکپارچگی مستقیم با مخازن GitHub، و پشتیبانی از اشتراک‌گذاری و استفاده مجدد از اکشن‌ها.

6. Azure DevOps

• توضیحات: Azure DevOps مجموعه‌ای از خدمات است که شامل CI/CD، مدیریت پروژه و همکاری تیمی می‌باشد.
• ویژگی‌ها: ادغام با ابزارهای دیگر مایکروسافت، مدیریت کل چرخه زندگی توسعه نرم‌افزار، و قابلیت تعریف پایپلاین‌های چند مرحله‌ای.

7. Bamboo

• توضیحات: Bamboo ابزاری است که توسط Atlassian توسعه داده شده و برای یکپارچه‌سازی و تحویل نرم‌افزار به‌کار می‌رود.
• ویژگی‌ها: یکپارچگی با سایر ابزارهای Atlassian مانند JIRA و Bitbucket، پشتیبانی از پایپلاین‌های متنوع، و قابلیت شخصی‌سازی.

8. TeamCity

• توضیحات: TeamCity یک ابزار CI/CD ساخته شده توسط JetBrains است که برای سازمان‌های بزرگ مناسب می‌باشد.
• ویژگی‌ها: قابلیت پیکربندی بالا، یکپارچگی با ابزارهای مختلف، و داشبوردهای تحلیلی قوی.

9. GitHub CI

• توضیحات: یک سرویس CI رایگان که به شما امکان می‌دهد تست‌ها و استقرارهای خود را در مخازن GitHub انجام دهید.
• ویژگی‌ها: استفاده آسان از فایل‌های YAML برای تعریف مراحل، یکپارچگی با کد منبع، و بهینه‌سازی برای پروژه‌های متن‌باز.

10. AWS CodePipeline

• توضیحات: ابزاری از آمازون وب سرویس است که به‌منظور خودکارسازی مراحل ساخت، تست و استقرار نرم‌افزار طراحی شده است.
• ویژگی‌ها: یکپارچگی با سایر سرویس‌های AWS، قابلیت تعریف مراحل مختلف در پایپلاین و مدیریت منابع.

تأثیر DevOps و DevSecOps بر CI/CD

DevOps و DevSecOps به عنوان دو رویکرد مهم در دنیای توسعه نرم‌افزار، تأثیرات قابل توجهی بر فرآیندهای CI/CD دارند. این تأثیرات در زمینه بهبود همکاری، امنیت و کیفیت نرم‌افزار نمایان می‌شوند. در ادامه، این تأثیرات به تفصیل توضیح داده می‌شوند:

1. افزایش همکاری و ارتباط بین تیم‌ها

• DevOps:
  • DevOps بر اساس فلسفه‌ای از همکاری و ارتباط نزدیک بین تیم‌های توسعه (Dev) و عملیات (Ops) شکل گرفته است. این همکاری به‌خصوص در فرآیند CI/CD مهم است، زیرا تیم‌های توسعه و عملیات به‌طور مداوم در حال تعامل و بهبود روند استقرار و تحویل نرم‌افزار هستند.
  • با کاهش فاصله بین تیم‌های توسعه و عملیات، اطلاعات به‌سرعت به اشتراک گذاشته می‌شود و مشکلات زودتر شناسایی و رفع می‌شوند.

2. اتوماسیون و تسریع فرآیندها

• DevOps:
  • اتوماسیون یکی از ارکان اصلی DevOps است که به بهبود فرآیندهای CI/CD کمک می‌کند. ابزارهای CI/CD به‌کار رفته در این رویکرد به طور خودکار مراحل تست، ادغام و استقرار را انجام می‌دهند، که باعث افزایش سرعت توسعه و کاهش خطاها می‌شود.
  • با اتوماسیون این فرآیندها، توسعه‌دهندگان می‌توانند بر روی نوآوری و بهبود ویژگی‌های جدید متمرکز شوند.

3. یکپارچگی امنیت در مراحل مختلف

• DevSecOps:
  • DevSecOps به معنای ادغام امنیت در فرآیندهای DevOps است. این رویکرد به شناسایی و حل مشکلات امنیتی در مراحل اولیه توسعه کمک می‌کند.
  • در CI/CD، DevSecOps به تیم‌ها اجازه می‌دهد تا از ابزارهای خودکار امنیتی برای شناسایی آسیب‌پذیری‌ها استفاده کنند و آن‌ها را در هر مرحله از پایپلاین CI/CD بررسی کنند.
  • به این ترتیب، امنیت به عنوان یک مسئولیت مشترک در نظر گرفته می‌شود و از آنجایی که مشکلات امنیتی زودتر شناسایی می‌شوند، خطرات کمتری برای نرم‌افزار در هنگام استقرار وجود دارد.

4. کیفیت بالاتر نرم‌افزار

• DevOps و DevSecOps:
  • با تمرکز بر همکاری و اتوماسیون، و همچنین ادغام امنیت، کیفیت نرم‌افزار به طرز قابل توجهی بهبود می‌یابد. تست‌های خودکار در فرآیند CI/CD به شناسایی سریع باگ‌ها و مشکلات کمک می‌کنند.
  • با توجه به اینکه امنیت و کیفیت به‌صورت مداوم در طول چرخه توسعه نرم‌افزار بررسی می‌شود، احتمال بروز مشکلات در محیط تولید کاهش می‌یابد.

5. پاسخ سریع به تغییرات و نیازهای بازار

• DevOps:
  • DevOps به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که به سرعت به تغییرات بازار و نیازهای مشتریان پاسخ دهند. این امر از طریق قابلیت‌های CI/CD و استقرار مداوم به وجود می‌آید.
  • توانایی پیاده‌سازی سریع ویژگی‌های جدید و به‌روزرسانی‌ها به سازمان‌ها اجازه می‌دهد که در رقابت باقی بمانند.

6. تست و اعتبارسنجی مداوم

• DevSecOps:
  • رویکرد DevSecOps بر روی اعتبارسنجی مداوم و تست‌های خودکار تأکید دارد. با استفاده از این رویکرد، تمامی کدها قبل از استقرار در محیط تولید تحت تست‌های امنیتی و عملکردی قرار می‌گیرند.
  • این رویکرد به کاهش تعداد مشکلات و افزایش اطمینان از عملکرد صحیح نرم‌افزار در تولید کمک می‌کند.

منبع :

https://www.redhat.com/en/topics/devops/what-is-ci-cd

https://about.gitlab.com/topics/ci-cd/