Che cos'è l'integrazione continua/fornitura continua (CI/CD)?

CI/CD fornisce alle organizzazioni un framework di sviluppo moderno che consente integrazioni di codice, versioni software e aggiornamenti più rapidi e affidabili. Gli approcci CI/CD derivano da una pipeline di automazione, denominata pipeline CI/CD, che si compone di tre processi chiave:

• Integrazione continua (CI). La CI è una pratica di sviluppo software in cui gli sviluppatori integrano regolarmente nuovo codice in un repository centrale di codice sorgente durante tutto il ciclo di sviluppo.

• Fornitura continua (CD). Le pratiche di CD automatizzano il packaging e la fornitura delle modifiche al codice dopo che hanno superato i test di integrazione. Mantiene il codice in uno stato "sempre attuale" e pronto per la distribuzione, consentendo agli sviluppatori di rilasciare pacchetti di codice su richiesta.

• Distribuzione continua. Le pipeline CI/CD mature si basano anch'esse sulla distribuzione continua, una strategia di sviluppo che consente agli sviluppatori di rilasciare automaticamente le modifiche al codice nell'ambiente di produzione.

CI/CD rappresenta una significativa modernizzazione delle pratiche di sviluppo software, che un tempo richiedevano workflow manuali e fasi rigide e sequenziali. I metodi tradizionali erano adatti per progetti di sviluppo più piccoli, progetti con requisiti stabili o progetti in cui gli ambienti normativi richiedevano prevedibilità.

Ma le applicazioni software odierne si evolvono e cambiano rapidamente. Esistono in ambienti basati sul cloud e richiedono un approccio allo sviluppo che faciliti la collaborazione senza attrito, il feedback rapido e l'adattabilità ai requisiti in evoluzione.

Gli strumenti CI/CD offrono proprio questo. Consentono agli sviluppatori di costruire applicazioni software veloci, agili e affidabili, il che è essenziale per soddisfare le esigenze dei clienti e mantenere un vantaggio competitivo rispetto ai concorrenti.

Le strategie e gli strumenti CI/CD consentono agli sviluppatori di abbandonare i processi manuali ingombranti e spesso noiosi che accompagnano lo sviluppo tradizionale.

Lo sviluppo tradizionale segue un processo lineare e sequenziale, in cui ogni fase (raccolta dei requisiti, progettazione, codifica, test manuali e distribuzione) deve essere completata prima che inizi la successiva, anche se ci sono lunghi intervalli tra una fase e l'altra.

Ogni sviluppatore era responsabile dell'integrazione manuale del codice nelle nuove versioni di un'app o di un servizio. Diversi pezzi di codice non sempre funzionavano bene insieme, e gli sviluppatori integravano le loro modifiche in tempistiche diverse (a volte all'ultimo minuto), quindi l'integrazione era un processo che richiedeva tempo e soggetti a errori, specialmente per i grandi team di sviluppo.

Anche i test del software erano poco frequenti. I team in genere implementavano aggiornamenti in batch di grandi dimensioni tutti in una volta (spesso dopo l'implementazione del codice), il che portava i bug a passare inosservati e accumularsi nella base di codice. Quando sorgevano dei problemi, gli sviluppatori faticavano a capire quale modifica avesse introdotto il problema.

Di conseguenza, i team si sono trovati di fronte a compiti di debug e assicurazione qualità più complessi, tassi di guasto più elevati e rilasci di codice più lenti; gli utenti notavano più errori software e glitch; e le aziende hanno perso ricavi a causa di inefficienze nei processi.

CI/CD automatizza la maggior parte degli aspetti della costruzione, del test e del rilascio del software. Le pipeline automatizzate implementano un'integrazione, un test e una distribuzione continui durante tutto il ciclo di sviluppo della pipeline, migliorando l'efficienza e l'affidabilità della pipeline.

Le modifiche al codice vengono unite in modo continuo e incrementale in un repository condiviso, creato e testato automaticamente dopo ogni commit e implementato rapidamente (a volte più volte al giorno). Piccole modifiche e frequenti commit del codice consentono agli sviluppatori di individuare i problemi in anticipo ed eseguire più facilmente i rollback.

Con gli strumenti CI/CD, i team conoscono immediatamente i risultati di ogni commit, e tutti possono vedere lo stato di ogni build, test e distribuzione. Queste caratteristiche aiutano ad aumentare la trasparenza della pipeline per i team di sviluppo e operazioni e a semplificare la collaborazione tra i team.

L'integrazione continua è la prima parte di una pipeline CI/CD. Consente ai team DevOps di migliorare continuamente le proprie applicazioni software, ricevere feedback omogenei, rilevare e correggere gli errori prima che influiscano sulle prestazioni del software, e fornire software di qualità elevata con programmi di consegna più prevedibili. 

Gli sviluppatori inviano le modifiche al codice a un ramo condiviso o principale di un sistema di controllo della versione (Git, ad esempio) per tenere traccia delle modifiche al codice nel tempo, e l'invio attiva uno strumento CI per eseguire una "build" della base di codice aggiornata. Il sistema CI acquisisce il nuovo codice, lo compila con il codice esistente e lo impacchetta con eventuali dipendenze, come file di configurazione, librerie o altre risorse. Questo costituisce la "build".

Gli strumenti di test eseguono una serie di test per convalidare la build prima che venga prodotto un "artefatto di build", ovvero il file risultante che viene passato per ulteriori test o in un ambiente di produzione. Questa parte successiva della pipeline è definita "fornitura continua".

La fornitura continua (CD) riprende da dove si interrompe l'integrazione continua, automatizzando la fornitura delle applicazioni e le modifiche convalidate della base di codice (aggiornamenti, correzioni di bug e persino nuove funzionalità) a tutti gli ambienti di infrastruttura necessari per ulteriori test.

Le build di codice che superano i test di integrazione e le fasi di convalida vengono confezionate e consegnate a repository di codice, che centralizzano e memorizzano i pacchetti di codice in uno stato distribuibile. I workflow di CD testano sia il software che le eventuali dipendenze, come le application programming interface (API) connesse per identificare e correggere eventuali errori.

Il codice viene convalidato per garantire che il software funzioni in tutti gli scenari e, se supera la convalida, il sistema notifica ai team DevOps che è disponibile la build più recente. I membri del team hanno l'opportunità di fornire feedback sulla nuova build e di fare eventuali suggerimenti finali per le modifiche.

Sebbene la maggior parte dei processi di CD sia automatizzata, la CD richiede ai team di approvare manualmente una build prima di esporla agli utenti finali in un ambiente di produzione live. Questa caratteristica consente agli sviluppatori di eseguire rilasci di software controllati in termini di rischio, mantenere le build pronte per la spedizione e assicurarsi che bug e fallimenti dei test vengano rilevati prima della produzione.

La distribuzione continua porta la CD un passo avanti, distribuendo automaticamente ogni modifica approvata in produzione, senza intervento umano. A questo punto, le modifiche al codice hanno superato tutti i protocolli di test necessari e sono quindi pronte per il processo di rilascio.

Quando gli aggiornamenti del codice vengono testati, convalidati e approvati, i sistemi di distribuzione continua spostano l'artefatto software in un ambiente di pre-produzione di staging o su server pubblici e piattaforme di distribuzione (come gli store di applicazioni) dove gli utenti possono accedervi.

Gli strumenti di distribuzione continua offrono diversi benefici per le aziende che desiderano scalare applicazioni e portfolio IT. Soprattutto, accelerano il time-to-market riducendo al minimo il tempo di latenza tra la codifica e la creazione di valore per il cliente.

I team DevOps a volte integrano i servizi di distribuzione continua con altri strumenti di controllo di distribuzione, come i flag di funzionalità, che permettono agli sviluppatori di attivare o disattivare funzionalità senza modificare o ridistribuire il codice sorgente. 

La pipeline CI/CD è un workflow automatizzato che semplifica lo sviluppo del software integrando, testando e distribuendo il codice in modo continuo. Sposta il codice end-to-end, dallo sviluppo alla produzione, contribuendo a garantire che gli aggiornamenti software vengano forniti in modo rapido, sicuro e affidabile.

Una tipica pipeline CI/CD è costituita da diversi processi e fasi automatizzati durante il ciclo di vita di una versione del software, tra cui:

CI/CD è una parte fondamentale di DevOps, ma rappresenta solo un sottoinsieme delle pratiche DevOps.

DevOps è un framework che delinea sia un processo di sviluppo software sia un cambiamento culturale verso il coordinamento e la collaborazione tra il team di sviluppo software e i team di operazioni IT. Tradizionalmente, questi due gruppi operavano separatamente l'uno dall'altro. Nella metodologia DevOps, lavorano come un team collaborativo con un insieme di strumenti e pratiche condivise.

Un approccio DevOps promuove la responsabilità condivisa, la collaborazione continua e l'ottimizzazione dei processi. Oltre alla pipeline di fornitura del software, il suo ambito copre l'ingegneria della piattaforma e dell'infrastruttura, la sicurezza, la conformità, la governance e la gestione del rischio.

Al contrario, CI/CD si concentra specificamente sulla costruzione, test, distribuzione e miglioramento di applicazioni software. L'automatizzazione di questi processi migliora DevOps aiutando le organizzazioni a migliorare la qualità del codice, la copertura dei test, la gestione delle dipendenze e le metriche di observability, e infine a rilasciare software più robusto più frequentemente.

La sicurezza CI/CD richiede pratiche, processi e tecnologie che possano incorporare misure di sicurezza e conformità lungo tutta la pipeline.

Nei modelli di sviluppo tradizionali, la sicurezza veniva spesso inserita nel software alla fine del ciclo di sviluppo. Ma il progresso delle piattaforme cloud, delle architetture a microservizi e delle applicazioni containerizzate ha cambiato (e accelerato) il ciclo di vita dello sviluppo del software, rendendo obsolete le strategie di sicurezza tradizionali.

Ecco che entra in scena DevSecOps.

DevSecOps (abbreviazione di sviluppo, sicurezza e operazioni) incorpora architetti e ingegneri della cybersecurity nella strategia DevOps per garantire che ogni componente dell'app e ogni elemento di configurazione nello stack venga proattivamente protetto, applicato e documentato. Si tratta di una pratica di sviluppo che sposta i protocolli di sicurezza da destra (fine) a sinistra (inizio) della pipeline di sviluppo.

Con l'approccio shift-left, i membri del team implementano protocolli di sicurezza (come crittografia, convalida degli input, controlli di accesso basati su ruoli e autenticazione a più fattori) fin dall'inizio. L'approccio shift-left permette ai team DevOps di identificare e risolvere rapidamente le vulnerabilità di sicurezza prima che i criminali informatici possano sfruttarle o compromettere la funzionalità del software. 

DevSecOps incorpora anche attività di "shift right", estendendo le pratiche di sicurezza agli ambienti di produzione post-distribuzione. Le pratiche shift-right danno priorità al monitoraggio, al test e alla protezione delle applicazioni in tempo di esecuzione e in condizioni reali. Completano la sicurezza shift-left, creando un ciclo di feedback continuo in cui i problemi di sicurezza scoperti in produzione aiutano a informare le fasi di sviluppo precedenti.

Usati insieme, i sistemi di sicurezza shift-Left e shift-right consentono alle aziende di integrare i controlli di sicurezza in ogni fase del ciclo di vita di un'applicazione. Questa doppia strategia di sicurezza "shift-everywhere" aiuta i team di DevOps implementare sia la prevenzione precoce sia la rilevamento e la risposta alle minacce post-distribuzione, migliorando il livello di sicurezza complessivo e promuovendo un miglioramento continuo.

Diverse tendenze e tecnologie chiave stanno plasmando il modo in cui le applicazioni software vengono costruite, gestite e protette nelle pipeline CI/CD:

Le soluzioni CI/CD basate su AI possono aiutare gli sviluppatori a creare applicazioni più dinamiche, sicure e scalabili.

Un'organizzazione può utilizzare AI e strumenti ML per monitorare continuamente il codice software in tempo reale per identificare i rischi di sicurezza e i problemi di qualità. Se questi strumenti rilevano un'anomalia, possono attivare workflow automatizzati per risolvere il problema. Uno strumento del genere potrebbe, ad esempio, riavviare un servizio fallito o fornire più risorse per soddisfare un aumento della domanda degli utenti.

E a differenza dei metodi di rilevamento delle anomalie statici e basati su soglie, i modelli AI utilizzano i dati contestuali e storici per prevedere i potenziali guasti della pipeline prima che si verifichino. Le funzionalità di previsione permettono ai team DevOps di adottare un approccio proattivo alla gestione delle applicazioni, prevenendo tempi di inattività e interruzioni prima che si verifichino.

Inoltre, gli algoritmi di ML possono aiutare i team a ottimizzare i processi di test continui. Ad esempio, le organizzazioni possono utilizzare strumenti di ML per identificare e riparare test inaffidabili (test che vengono superati o falliscono in modo imprevedibile) e automatizzare la generazione dei casi di test analizzando modifiche al codice, difetti passati e comportamenti degli utenti. Secondo l'IDC, più del 90% delle aziende utilizza, sperimenta o espande l'uso di strumenti di AI e ML nelle proprie pratiche di testing software.

Il provisioning dell'infrastruttura (che coinvolge la configurazione hardware, l'installazione del sistema operativo e la configurazione di rete da parte di personale specializzato) può creare colli di bottiglia. Gli sviluppatori possono distribuire il codice dell'applicazione in pochi minuti, ma potrebbero volerci ore o giorni per configurare l'infrastruttura.

L'infrastructure as code (IaC) è "una pratica DevOps che automatizza il provisioning e la gestione dell'infrastruttura IT utilizzando file di configurazione anziché processi manuali". Poiché l'IaC tratta l'infrastruttura come un software, consente all'infrastruttura di muoversi alla velocità dello sviluppo del software.

I team possono utilizzare l'IaC per controllare le versioni delle infrastrutture, nonché testarle e distribuirle, applicando gli stessi modelli e pratiche che utilizzano per il codice applicativo. In effetti, l'infrastruttura e il codice applicativo possono essere testati, convalidati e implementati in parallelo (invece di usare processi eterogenei).

Gli sviluppatori possono fornire rapidamente ambienti sandbox (ambienti sicuri e isolati in cui i team possono testare ed eseguire codice senza influire sulle applicazioni live) e ambienti di produzione su richiesta. I team QA possono avviare istantaneamente gli ambienti di test, con una configurazione coerente. Le squadre operazioni possono automatizzare l'infrastruttura per l'accettazione degli utenti e i test di sicurezza.

E quando il nuovo codice supera i test, sia l'applicazione che la sua infrastruttura possono essere implementate insieme, con conseguente distribuzione più rapida delle caratteristiche e implementazioni più frequenti.

GitOps è un framework moderno che aiuta ad accelerare la distribuzione del software applicando pratiche di codifica centrate sullo sviluppatore (come pull request e revisioni del codice) alle operazioni infrastrutturali e alle pratiche di configurazione software.

L'IaC è fondamentale per GitOps. L'IaC definisce e gestisce l'infrastruttura tramite codice e dichiara lo stato desiderato dei sistemi. Queste configurazioni IaC sono spesso memorizzate su piattaforme basate su Git (GitHub, ad esempio), con un repository Git che funge da singola fonte affidabile per lo storage e il controllo delle versioni. In una pipeline CI/CD, gli agenti automatizzati controllano continuamente il repository per le modifiche e applicano le configurazioni ai sistemi live (distribuiti).

Ad esempio, se un team DevOps vuole distribuire un nuovo microservizio, deve apportare le modifiche necessarie ai file di configurazione Git. Gli strumenti di distribuzione rivedranno e convalideranno gli aggiornamenti prima di unirli al ramo principale del codice. Successivamente, le pipeline CI/CD applicano le modifiche all'infrastruttura live (ad esempio un cluster Kubernetes o un container Docker) in modo che l'ambiente distribuito corrisponda sempre alle definizioni dei repository.

GitOps consente ai team di implementare gli aggiornamenti del codice più volte al giorno con la consapevolezza che gli strumenti Git rileveranno e correggeranno rapidamente eventuali discrepanze. Di conseguenza, GitOps può aiutare i team DevOps a ridurre ulteriormente l'intervento manuale e a minimizzare la complessità della pipeline CI/CD.

Anche in un ambiente DevOps, molti sviluppatori di software si trovano sopraffatti dalla diversità e dal volume di lavoro che ricade sotto la loro responsabilità, soprattutto quando richiedono il completamento di attività manuali e ripetitive. Più di tre quarti degli sviluppatori dedicano almeno 30% del loro tempo a questi compiti noiosi.

Il serverless computing è un ambiente di sviluppo e un modello di esecuzione che astrae la gestione dell'infrastruttura dagli sviluppatori. Un fornitore di cloud service fornisce e gestisce tutti i server, i componenti dell'infrastruttura backend e gli ambienti di tempo di esecuzione, così gli sviluppatori possono concentrarsi sul codice applicativo.

Le piattaforme serverless supportano workflow guidati dagli eventi, dove commit di codice o pull request attivano compilazioni automatizzate, test e fasi di distribuzione, per automatizzare ulteriormente la pipeline CI/CD.

I sistemi CI/CD offrono alle organizzazioni una serie di benefici, tra cui:

• Migliore qualità del software. Le pipeline CI/CD danno priorità ai test continui del codice e del software in modo che bug e vulnerabilità vengano individuati nelle prime fasi dei processi di sviluppo e gli sviluppatori possano fornire codice di qualità superiore.

• Tempi di commercializzazione più rapidi. CI/CD consente distribuzioni software più rapide, riducendo i tempi tra i commit del codice e la consegna del software da settimane a minuti.

• Meno rischi e tempi di inattività. Aggiornamenti del codice piccoli e frequenti semplificano la risoluzione di bug ed errori, prevenendo interruzioni su larga scala e riducendo il tempo medio di riparazione (MTTR).

• Maggiore trasparenza. Le dashboard CI/CD e i cicli di feedback continui aiutano a garantire che i team DevOps abbiano sempre accesso a tutte le informazioni di cui hanno bisogno, migliorando la trasparenza e la responsabilità.

• Aumento della produttività. Le pipeline CI/CD automatizzano i passaggi manuali e ripetitivi (ad esempio, la risoluzione dei problemi delle build e la gestione degli script di distribuzione), in modo che gli sviluppatori possano concentrarsi su aggiornamenti, nuove funzionalità e nuove applicazioni.