O que é integração contínua/entrega contínua (CI/CD)?

A CI/CD oferece às organizações um framework de desenvolvimento moderno que permite integrações de código, lançamentos e atualizações de software mais rápidos e mais confiáveis.Abordagens de CI/CD a partir de um pipeline de automação, chamado de pipeline de CI/CD, que consiste em três processos principais:

• Integração contínua (CI). A CI é uma prática de desenvolvimento de software na qual os desenvolvedores integram regularmente novos códigos em um repositório central de código-fonte durante todo o ciclo de desenvolvimento.

• Entrega contínua (CD). As práticas de CD automatizam o empacotamento e a entrega de alterações de código após a aprovação nos testes de integração. Isso mantém o código em um estado implementável e "sempre atualizado", para que os desenvolvedores possam liberar pacotes de código sob demanda.

• Implementação contínua. Os pipelines de CI/CD maduros também dependem da implementação contínua, uma estratégia de desenvolvimento que permite aos desenvolvedores liberar automaticamente as alterações de código no ambiente de produção.

A CI/CD representa uma modernização significativa das práticas de desenvolvimento de software, que costumavam exigir fluxos de trabalho manuais e fases rígidas e sequenciais. Os métodos tradicionais eram adequados para projetos de desenvolvimento menores, projetos com requisitos estáveis ou projetos em que os ambientes regulatórios exigiam previsibilidade.

Mas as aplicações de software atuais migram e mudam rapidamente. Elas existem em ambientes baseados na nuvem e exigem uma abordagem de desenvolvimento que facilite a colaboração sem atritos, feedback rápido e adaptabilidade às mudanças de requisitos.

As ferramentas de CI/CD fornecem exatamente isso. Elas permitem que os desenvolvedores criem aplicações de software rápidas, ágeis e confiáveis, o que é essencial para atender às necessidades dos clientes e manter uma vantagem competitiva sobre os concorrentes.

As estratégias e as ferramentas de CI/CD permitem que os desenvolvedores abandonem os processos manuais complexos e, muitas vezes, tediosos que acompanham o desenvolvimento tradicional.

O desenvolvimento tradicional segue um processo linear e sequencial, em que cada etapa (levantamento de requisitos, projeto, codificação, teste manual e implementação) deve ser concluída antes do início da próxima, mesmo que haja longos intervalos entre cada fase.

Cada desenvolvedor era responsável por integrar manualmente o código nas novas versões de uma aplicação ou serviço. Diferentes trechos de código nem sempre funcionavam bem juntos, e os desenvolvedores integravam suas alterações em cronogramas diferentes (às vezes no último minuto), de modo que a integração era um processo demorado e propenso a erros, especialmente para grandes equipes de desenvolvimento.

Os testes de software também eram pouco frequentes. Normalmente, as equipes implementavam grandes atualizações em lote de uma só vez (frequentemente após a implementação do código), o que permitia que bugs passassem despercebidos e se acumulassem na base do código. Quando surgiam problemas, os desenvolvedores tinham dificuldade em descobrir qual alteração havia causado o problema.

Como resultado, as equipes se depararam com tarefas de depuração e garantia de qualidade mais complexas, taxas de falha mais altas e lançamentos de código mais lentos; os usuários observaram mais erros e falhas no software; e as empresas perderam receita devido à ineficiência dos processos.

A CI/CD automatiza a maioria dos aspectos do desenvolvimento, teste e lançamento de software.Os pipelines automatizados implementam a integração, teste e implementação contínuos durante todo o ciclo de vida do desenvolvimento, melhorando a eficiência e a confiabilidade do pipeline.

As alterações de código são continuamente e incrementalmente integradas a um repositório compartilhado, compiladas e testadas automaticamente após cada confirmação e implementadas rapidamente (às vezes várias vezes ao dia). Pequenas mudanças e confirmações frequentes de código permitem que os desenvolvedores detectem problemas mais cedo e realizem reversões com mais facilidade.

Com as ferramentas de CI/CD, as equipes sabem imediatamente os resultados de cada confirmação e todos podem ver o status de cada compilação, teste e implementação. Esses recursos ajudam a aumentar a transparência do pipeline para as equipes de desenvolvimento e operações e simplificam a colaboração entre equipes.

A integração contínua é a primeira parte de um pipeline de CI/CD. Ela permite que as equipes de DevOps melhorem continuamente suas aplicações, recebam feedback consistente, detectem e corrijam erros antes de afetarem o desempenho do software e entreguem um software de maior qualidade em cronogramas de entrega mais previsíveis.

Os desenvolvedores enviam as alterações de código para uma ramificação compartilhada ou principal de um sistema de controle de versão (Git, por exemplo) para rastrear as alterações de código ao longo do tempo, e o envio aciona uma ferramenta de CI para realizar uma "compilação" da base de código atualizada. O sistema de CI pega o novo código, compila com o código existente e o empacota com todas as dependências, como arquivos de configuração, bibliotecas ou outros recursos. Isso constitui a "compilação" ou "build".

As ferramentas de teste executam uma série de testes para validar a compilação antes que um "artefato de compilação", o arquivo resultante que é encaminhado para testes adicionais ou para um ambiente de produção, seja gerado. A próxima parte do pipeline é chamada de entrega contínua.

A entrega contínua (CD) começa onde a integração contínua termina, automatizando a entrega de alterações das aplicações e da base de código validada (atualizações, correções de bugs e até mesmo novas funcionalidades) para todos os ambientes de infraestrutura necessários para testes adicionais.

As compilações de código que são aprovadas nos testes de integração e nas etapas de validação são empacotadas e entregues aos repositórios de código, que centralizam e armazenam os pacotes de código em um estado implementável. Os fluxos de trabalho de CD testam o software e quaisquer dependências, como interfaces de programação de aplicativos (APIs) conectadas para identificar e corrigir quaisquer erros.

O código é validado para ajudar a garantir que o software funcione em diferentes cenários e, se a validação for aprovada, o sistema notifica as equipes de DevOps de que a versão mais recente está disponível. Os membros da equipe têm a oportunidade de fornecer feedback sobre a nova compilação e fazer sugestões finais de alterações.

Embora a maioria dos processos de CD seja automatizada, a CD exige que as equipes aprovem manualmente uma compilação antes de expô-la aos usuários finais em um ambiente de produção real. Essa funcionalidade permite que os desenvolvedores realizem lançamentos de software com controle de risco, mantenham as versões prontas para distribuição e garantam que os bugs e falhas nos testes sejam detectados antes da produção.

A implementação contínua leva a CD um passo adiante, implementando automaticamente cada alteração aprovada na produção, sem intervenção humana. Neste ponto, as modificações no código passaram por todos os protocolos de testes necessários e estão, portanto, prontas para o processo de lançamento.

Quando as atualizações de código são testadas, validadas e aprovadas, os sistemas de implementação contínua migram o artefato de software para um ambiente de teste de pré-produção ou para servidores públicos e plataformas de distribuição (como aplicações locais), onde os usuários podem acessá-lo.

As ferramentas de implementação contínua oferecem vários benefícios para empresas que desejam escalar aplicações e portfólios de TI. Acima de tudo, elas aceleram o tempo de lançamento no mercado, ao minimizar o tempo de atraso entre a programação e a geração de valor para o cliente.

Às vezes, as equipes DevOps complementam os serviços de implementação contínua com outras ferramentas de controle de implementação, como sinalizadores de funcionalidade, que permitem aos desenvolvedores ativar ou desativar a funcionalidade sem modificar ou reimplementar o código-fonte.

O pipeline de CI/CD é um fluxo de trabalho automatizado que simplifica o desenvolvimento de software ao integrar, testar e implementar o código continuamente. Ele migra o código de ponta a ponta, do desenvolvimento à produção, ajudando a garantir que as atualizações de software sejam entregues de forma rápida, segura e confiável.

Um pipeline de CI/CD típico consiste em diversos processos e etapas automatizados ao longo do ciclo de vida de lançamento de um software, incluindo:

A CI/CD é uma parte fundamental do DevOps, mas representa apenas um subconjunto das práticas de DevOps.

DevOps é um framework que descreve tanto um processo de desenvolvimento de software quanto uma mudança cultural em direção à coordenação e colaboração entre a equipe de desenvolvimento de software e as equipes de operações de TI. Tradicionalmente, esses dois grupos operavam separadamente um do outro. Na metodologia de DevOps, eles trabalham como uma equipe colaborativa com um conjunto de ferramentas e práticas compartilhadas.

Uma abordagem de DevOps promove responsabilidade compartilhada, colaboração contínua e otimização de processos. Além do pipeline de entrega de software, seu escopo abrange infraestrutura e engenharia de plataforma, segurança, conformidade, governança e gerenciamento de riscos.

Por outro lado, a CI/CD concentra-se especificamente no desenvolvimento, teste, implementação e melhoria de aplicações de software. Automatizar esses processos aprimora o DevOps ao ajudar as organizações a melhorar a qualidade do código, a cobertura de testes, o gerenciamento de dependências e as métricas de observabilidade e, por fim, a lançar softwares mais robustos com mais frequência.

A segurança de CI/CD requer práticas, processos e tecnologias que possam incorporar medidas de segurança e conformidade em todo o pipeline.

Nos modelos de desenvolvimento tradicionais, a segurança era frequentemente adicionada ao software no final do ciclo de desenvolvimento. Mas o avanço das plataformas de nuvem, arquiteturas de microsserviços e aplicações conteinerizadas mudou (e acelerou) o ciclo de vida do desenvolvimento de software, tornando obsoletas as estratégias de segurança tradicionais.

Entrar em DevSecOps.

DevSecOps (abreviação de desenvolvimento, segurança e operações) incorpora arquitetos e engenheiros de cibersegurança na estratégia de DevOps para garantir que todos os componentes da aplicação e todos os itens de configuração no stack sejam corrigidos, protegidos e documentados de forma proativa.É uma prática de desenvolvimento que muda os protocolos de segurança da direita (fim) para a esquerda (início) do pipeline de desenvolvimento.

Com a abordagem "shift left", os membros da equipe implementam protocolos de segurança (como criptografia de dados, validação de entrada, controles de acesso baseados em funções e autenticação multifator) desde o início.A abordagem "shift left" permite que as equipes de DevOps identifiquem e corrijam rapidamente as vulnerabilidades de segurança antes que os cibercriminosos possam explorá-las ou interromper a funcionalidade do software.

O DevSecOps também incorpora atividades de "shift right", estendendo as práticas de segurança para ambientes de produção pós-implementação. As práticas de "shift-right" priorizam o monitoramento, o teste e a proteção de aplicações no tempo de execução sob condições do mundo real. Elas complementam a segurança "shift-left" criando um ciclo de feedback contínuo em que os problemas de segurança descobertos na produção ajudam a orientar as fases de desenvolvimento anteriores.

Usadas em conjunto, a segurança "shift-left" e "shift-right" permitem que as empresas integrem controles de segurança em todas as fases do ciclo de vida de uma aplicação. Essa estratégia de segurança dupla "shift-everywhere" ajuda as equipes de DevOps a implementar tanto a prevenção precoce quanto a detecção e resposta a ameaças pós-implementação, aprimorando a postura geral de segurança e impulsionando a melhoria contínua.

Várias tendências e tecnologias importantes estão moldando a forma como as aplicações de software são desenvolvidas, gerenciadas e protegidas em pipelines de CI/CD:

As soluções de CI/CD impulsionadas por IA podem ajudar os desenvolvedores a criar aplicações mais dinâmicas, seguras e escaláveis.

Uma organização pode usar ferramentas de ML e IA para monitorar continuamente o código do software em tempo real para identificar riscos de segurança e problemas de qualidade. Se essas ferramentas detectarem uma anomalia, elas podem acionar fluxos de trabalho automatizados para lidar com o problema. Essa ferramenta pode, por exemplo, reiniciar um serviço com falha ou fornecer mais recursos para atender a um aumento na demanda do usuário.

E, ao contrário dos métodos estáticos de detecção de anomalias baseados em limites, os modelos de IA aproveitam dados contextuais e históricos para prever possíveis falhas no pipeline antes que ocorram. As funcionalidades de previsão permitem que as equipes de DevOps adotem uma abordagem proativa para o gerenciamento de aplicação, evitando downtime e interrupções antes que ocorram.

Além disso, os algoritmos de ML podem ajudar as equipes a otimizar processos de testes contínuos. Por exemplo, as organizações podem utilizar ferramentas de ML para identificar e corrigir testes instáveis (testes que aprovam ou reprovam de forma imprevisível) e automatizar a geração de casos de teste, analisando alterações de código, defeitos anteriores e comportamento do usuário.De acordo com a IDC, mais de 90% das empresas estão usando, experimentando ou expandindo o uso de ferramentas de IA e ML em suas práticas de teste de software.

O provisionamento de infraestrutura (que envolve configuração de hardware, instalação de sistema operacional e configuração de rede por uma equipe especializada) pode criar gargalos. Os desenvolvedores podem implementar o código da aplicação em minutos, mas pode levar horas ou dias para configurar a infraestrutura.

Infraestrutura como código (IaC) é "uma prática de DevOps que automatiza o provisionamento e a gestão da infraestrutura de TI usando arquivos de configuração em vez de processos manuais." Como a IaC trata a infraestrutura como software, ela permite que a infraestrutura migre na velocidade do desenvolvimento do software.

As equipes podem usar a IaC para versionar, testar e implementar a infraestrutura aplicando os mesmos modelos e práticas que usam para o código da aplicação. Na verdade, a infraestrutura e o código da aplicação podem ser testados, validados e implementados em paralelo (em vez de usar processos díspares).

Os desenvolvedores podem provisionar rapidamente ambientes de área de testes (ambientes seguros e isolados onde as equipes podem testar e executar o código sem afetar as aplicações em produção) e ambientes de produção sob demanda. As equipes de QA podem criar ambientes de teste instantaneamente, com configuração uniforme. As equipes de operações podem automatizar a infraestrutura para aceitação do usuário e testes de segurança.

E quando o novo código é aprovado nos testes, tanto a aplicação quanto sua infraestrutura podem ser implementadas juntas, resultando em uma entrega de funcionalidades mais rápida e implementações mais frequentes.

O GitOps é um framework operacional moderno que ajuda a acelerar a entrega de software aplicando práticas de programação centradas no desenvolvedor (como solicitações de pull e avaliações de código) às operações de infraestrutura e práticas de configuração de software.

A IaC é fundamental para o GitOps. A IaC define e gerencia a infraestrutura por meio de código e declara o estado desejado dos sistemas. Essas configurações de IaC são frequentemente armazenadas em plataformas baseadas no Git (GitHub, por exemplo), com um repositório Git servindo como fonte única da verdade para armazenamento e controle de versão. Em um pipeline de CI/CD, agentes automatizados verificam continuamente o repositório em busca de alterações e aplicam as configurações nos sistemas ativos (implementados).

Por exemplo, se uma equipe de DevOps quiser implementar um novo microsserviço, ela fará as alterações necessárias nos arquivos de configuração do Git. As ferramentas de implementação irão avaliar e validar as atualizações antes de mesclá-las com a ramificação de código principal. Em seguida, os pipelines de CI/CD aplicam as alterações à infraestrutura ativa (um cluster Kubernetes ou um contêiner Docker, por exemplo) para que o ambiente implementado corresponda sempre às definições do repositório.

O GitOps permite que as equipes implementem atualizações de código várias vezes por dia, com a certeza de que as ferramentas do Git detectarão e corrigirão rapidamente quaisquer discrepâncias. Dessa forma, o GitOps pode ajudar as equipes de DevOps a reduzir ainda mais a intervenção manual e minimizar a complexidade do pipeline de CI/CD.

Mesmo em um ambiente de DevOps, muitos desenvolvedores de software sentem-se sobrecarregados pela diversidade e pelo volume de trabalho que está sob sua alçada, especialmente quando isso exige a realização de tarefas manuais e repetitivas. Mais de três quartos dos desenvolvedores gastam pelo menos 30% do tempo nessas tarefas tediosas.

A computação sem servidor é um ambiente de desenvolvimento e um modelo de execução que retira o gerenciamento da infraestrutura dos desenvolvedores. Um provedor de serviço de nuvem provisiona e gerencia todos os servidores, componentes de infraestrutura de back-end e ambientes de tempo de execução, para que os desenvolvedores possam se concentrar no código da aplicação.

As plataformas sem servidor são compatíveis com fluxos de trabalho orientados por eventos, em que os commits de código ou solicitações de pull acionam compilações, testes e etapas de implementação automatizados, para automatizar ainda mais o pipeline de CI/CD.

Os sistemas de CI/CD oferecem às organizações uma série de benefícios, incluindo:

• Melhor qualidade de software. Os pipelines de CI/CD priorizam os testes contínuos de código e software para que bugs e vulnerabilidades sejam detectados no início dos processos de desenvolvimento e os desenvolvedores possam entregar um código de maior qualidade.

• Prazo menor de lançamento no mercado. A CI/CD possibilita implementações de software mais rápidas, que reduzem o tempo de espera entre os commits de código e a entrega do software de semanas para minutos.

• Menos risco e downtime. Atualizações de código pequenas e frequentes facilitam a correção de bugs e erros, evitando interrupções em grande escala e reduzindo o tempo médio de reparo (MTTR).

• Maior transparência. Os dashboards de CI/CD e os ciclos de feedback contínuos ajudam a garantir que as equipes de DevOps tenham sempre acesso a todas as informações de que precisam, melhorando a transparência e a responsabilidade.

• Aumento da produtividade. Os pipelines de CI/CD automatizam etapas manuais repetitivas (resolução de problemas de compilações e gerenciamento de scripts de implementação, por exemplo), para que os desenvolvedores possam se concentrar em atualizações, novas funcionalidades e novas aplicações.