ما هو التكامل المستمر/التسليم المستمر (CI/CD)؟

يوفر CI/CD للمؤسسات إطار عمل حديث للتطوير، يتيح دمج الأكواد البرمجية وإصدار البرمجيات وتحديثها بشكل أسرع وأكثر موثوقية. نهج CI/CD من مسار الأتمتة—يسمى بمسار CI/CD—الذي يتكون من ثلاث عمليات رئيسية:

• التكامل المستمر (CI). التكامل المستمر (CI) هو ممارسة في تطوير البرمجيات يقوم فيها المطورون بدمج الكود الجديد بانتظام في مستودع مصدر الرمز المركزي طوال دورة التطوير.

• التسليم المستمر (CD). تعمل ممارسات التسليم المستمر (CD) على أتمتة حزم وتوصيل تغييرات الأكواد البرمجية بعد اجتيازها لاختبارات التكامل. إنها تحافظ على الكود في حالة جاهزة للنشر و"متجددة دائماً"، مما يتيح للمطورين إصدار حزم البرمجيات عند الطلب.

• النشر المستمر. تعتمد مسارات CI/CD الناضجة أيضًا على النشر المستمر، وهي استراتيجية تطوير تُمكّن المطورين من إصدار تغييرات الكود تلقائيًا في بيئة الإنتاج.

تمثل ممارسات CI/CD تحديثاً جوهرياً لأساليب تطوير البرمجيات، والتي كانت تتطلب سابقاً سير عمل يدوي ومراحل تتابعية صارمة. كانت الأساليب التقليدية مناسبة لمشاريع التطوير الأصغر، أو المشاريع ذات المتطلبات المستقرة، أو المشاريع التي تتطلب فيها البيئات التنظيمية إمكانية التنبؤ.

لكن تطبيقات البرمجيات اليوم تتسم بسرعة الحركة والتغيير. إنها تتواجد في بيئات قائمة على السحابة، وتتطلب نهجاً تطويرياً يسهل التعاون السلس، والملاحظات السريعة، والقدرة على التكيف مع المتطلبات المتغيرة.

توفر أدوات CI/CD ذلك بالضبط. فهي تُمكّن المطورين من بناء تطبيقات برمجية سريعة ومرنة وموثوقة، وهو أمر أساسي لتلبية احتياجات العملاء والحفاظ على ميزة تنافسية أمام المنافسين.

تُمكّن استراتيجيات وأدوات CI/CD المطورين من الانتقال بعيداً عن العمليات اليدوية المرهقة، والتي غالباً ما تكون مملة، والمصاحبة لأساليب التطوير التقليدية.

يتبع التطوير التقليدي عملية خطية متسلسلة، حيث يجب إكمال كل مرحلة—جمع المتطلبات، والتصميم، والبرمجة، والاختبار اليدوي، والنشر—قبل البدء في المرحلة التالية، حتى في حال وجود فجوات زمنية طويلة بين كل مرحلة وأخرى.

كان كل مطور مسؤولاً عن دمج الأكواد البرمجية يدوياً في التكرارات الجديدة للتطبيق أو الخدمة. لم تكن قطع البرمجيات المختلفة تعمل معاً بشكل جيد دائماً، وكان المطورون يدمجون تغييراتهم في جداول زمنية متفاوتة (أحياناً في اللحظات الأخيرة)، مما جعل عملية التكامل تستغرق وقتاً طويلاً وتكون عرضة للأخطاء، لا سيما بالنسبة لفرق التطوير الكبيرة.

كما كان اختبار البرمجيات نادرًا. عادةً ما كانت الفرق تنفذ تحديثات دفعية كبيرة دفعة واحدة (غالبًا بعد تنفيذ الأكواد البرمجية)، مما سمح بمرور الأخطاء وتراكمها في قاعدة الكود. عندما ظهرت المشكلات، كافح المطورون لمعرفة التغيير الذي أدى إلى حدوث المشكلة.

ونتيجةً لذلك، واجهت الفرق مهاماً أكثر صعوبة في تصحيح الأخطاء وضمان الجودة، وارتفاعاً في معدلات الفشل، وتباطؤاً في إصدارات الكود؛ كما واجه المستخدمون المزيد من الأخطاء البرمجية والأعطال؛ وخسرت الشركات إيراداتها بسبب عدم كفاءة العمليات.

تعمل CI/CD على أتمتة معظم جوانب بناء البرامج واختبارها وإصدارها. تنفذ المسارات الآلية التكامل المستمر والاختبار والنشر طوال دورة حياة التطوير، مما يحسن كفاءة وموثوقية المسار.

تُدمج تغييرات الكود بشكل مستمر وتدريجي في مستودع مشترك، حيث يتم بناؤها واختبارها تلقائيًا بعد كل عملية إرسال للكود (Commit)، ويتم نشرها بسرعة (أحيانًا عدة مرات يوميًا). وتتيح التغييرات الصغيرة وعمليات الإرسال المتكررة للمطورين اكتشاف المشكلات في وقت مبكر وإجراء عمليات التراجع بسهولة أكبر.

مع أدوات CI/CD، تعرف الفرق فوراً نتائج كل إرسال، ويمكن للجميع رؤية حالة كل بناء واختبار ونشر. تساعد هذه الميزات في زيادة شفافية مسار العمل لفرق التطوير والعمليات، وتبسيط التعاون بين الفرق.

التكامل المستمر هو الجزء الأول من مسار CI/CD. ويُتيح لفرق عمليات التطوير تحسين تطبيقات البرامج الخاصة بهم بشكل مستمر، وتلقي تعليقات متسقة، واكتشاف الأخطاء وإصلاحها قبل أن تؤثِّر في أداء البرامج، وتقديم برامج ذات جودة أعلى وفق جداول تسليم أكثر قابلية للتنبؤ. 

يقوم المطورون بإرسال تغييرات الأكواد البرمجية إلى فرع مشترك أو رئيسي في نظام تتبع الإصدارات (مثل Git) لتتبع التغييرات البرمجية بمرور الوقت، وتؤدي عملية الإرسال هذه إلى تحفيز أداة للتكامل المستمر (CI) لإجراء عملية "بناء" لقاعدة الأكواد المحدثة. يلتقط نظام CI التعليمات البرمجية الجديدة، ويجمعها مع التعليمات البرمجية الحالية ويجمعها مع أي تبعيات، مثل ملفات التكوين أو المكتبات أو الموارد الأخرى. وهذا يشكِّل "البناء".

تقوم أدوات الاختبار بتشغيل مجموعة من الاختبارات للتحقق من سلامة البناء قبل إنشاء "عنصر بناء" (build artifact)—وهو الملف الناتج الذي يتم تمريره لإجراء المزيد من الاختبارات أو إلى بيئة الإنتاج. ويُشار إلى هذا الجزء التالي من المسار بالتسليم المستمر.

يبدأ التسليم المستمر (CD) من حيث ينتهي التكامل المستمر، حيث يعمل على أتمتة تسليم التطبيقات وتغييرات قواعد البرمجيات التي تم التحقق من صحتها (التحديثات، وإصلاح الأخطاء، وحتى الميزات الجديدة) إلى جميع بيئات البنية التحتية اللازمة لإجراء المزيد من الاختبارات.

يتم تجميع عمليات بناء الكود التي تجتاز اختبارات التكامل ومراحل التحقق، ومن ثم تسليمها إلى مستودعات الكود التي تعمل على مركزية وتخزين حزم الكود في حالة جاهزة للنشر. تختبر مهام سير عمل CD كلاً من البرمجيات وأي تبعيات أخرى، مثل واجهات برمجة التطبيقات (APIs) المتصلة، لتحديد أي أخطاء وتصحيحها.

يتم التحقق من صحة الكود للمساعدة في ضمان عمل البرنامج عبر مختلف السيناريوهات، وفي حال اجتيازه لعملية التحقق، يقوم النظام بإخطار فرق عمليات التطوير بتوفر أحدث إصدار. لدى أعضاء الفريق الفرصة لتقديم ملاحظاتهم حول الإصدار الجديد وتقديم أي مقترحات نهائية للتعديلات.

على الرغم من أن معظم عمليات CD تتم بشكل آلي، إلا أنها تتطلب من الفرق الموافقة يدوياً على الإصدار قبل طرحه للمستخدمين النهائيين في بيئة الإنتاج الفعلية. تتيح هذه الميزة للمطورين إجراء إصدارات برمجية تخضع لضوابط تقييم المخاطر، والحفاظ على جاهزية نُسخ البرامج للشحن، وضمان اكتشاف الأخطاء وإخفاقات الاختبار قبل مرحلة الإنتاج.

يخطو النشر المستمر بالتسليم المستمر (CD) خطوة إضافية، وذلك من خلال نشر كل تغيير معتمد تلقائياً في بيئة الإنتاج، دون أي تدخل بشري. في هذه المرحلة، اجتازت تعديلات الأكواد جميع بروتوكولات الاختبار اللازمة وبالتالي فهي جاهزة لعملية الإصدار.

عندما يتم اختبار تحديثات البرمجيات والتحقق من صحتها والموافقة عليها، تقوم أنظمة النشر المستمر بنقل الأداة البرمجية إلى بيئة تجهيز ما قبل الإنتاج أو إلى الخوادم العامة ومنصات التوزيع (مثل متاجر التطبيقات) حيث يمكن للمستخدمين الوصول إليها.

توفر أدوات النشر المستمر مزايا عديدة للمؤسسات التي تتطلع إلى توسيع نطاق التطبيقات ومحافظ تكنولوجيا المعلومات الخاصة بها. وقبل كل شيء، فهي تسرّع من زمن الوصول إلى السوق من خلال تقليل الفجوة الزمنية بين عملية البرمجة وتقديم القيمة للعميل.

تستكمل فرق عمليات التطوير أحياناً خدمات النشر المستمر بأدوات أخرى للتحكم في النشر، مثل "أعلام الميزات" (Feature Flags)، والتي تمكّن المطورين من تفعيل الميزات أو إيقافها دون تعديل كود المصدر أو إعادة نشره. 

يُعد مسار CI/CD سير عمل آلي يعمل على تبسيط عملية تطوير البرمجيات من خلال دمج الأكواد واختبارها ونشرها بشكل مستمر. فهو ينقل الكود من البداية إلى النهاية—من مرحلة التطوير وصولاً إلى الإنتاج—مما يساعد في ضمان تقديم تحديثات البرامج بسرعة وأمان وموثوقية.

يتكون مسار CI/CD النموذجي من عدة عمليات ومراحل آلية عبر دورة حياة إصدار البرامج، بما في ذلك:

يعد CI/CD جزءًا أساسيًا من عمليات التطوير، ولكنه لا يمثل سوى مجموعة فرعية من ممارسات عمليات التطوير.

تُعد منهجية عمليات التطوير (DevOps) إطار عمل يحدد ملامح كل من عملية تطوير البرمجيات والتحول الثقافي نحو التنسيق والتعاون بين فريق تطوير البرمجيات وفرق عمليات تكنولوجيا المعلومات. تقليديًا، كانت هاتان المجموعتان تعملان بشكل منفصل عن بعضهما البعض. في منهجية عمليات التطوير، تعملان كفريق عمل تعاوني مع مجموعة من الأدوات والممارسات المشتركة.

يعزز نهج عمليات التطوير المسؤولية المشتركة والتعاون المستمر وتحسين العمليات. بالإضافة إلى مسار تسليم (Delivery Pipeline) البرمجيات، يشمل نطاقها هندسة المنصات والبنية التحتية، والأمن، والامتثال، والحوكمة، وإدارة المخاطر.

وعلى النقيض من ذلك، يركز CI/CD بشكل خاص على بناء واختبار ونشر وتحسين التطبيق. إنّ أتمتة هذه العمليات تعزز ممارسات عمليات التطوير من خلال مساعدة المؤسسات على تحسين جودة الكود، وتغطية الاختبارات، وإدارة التبعيات، ومقاييس القابلية للملاحظة، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى إصدار برمجيات أكثر كفاءة وبشكل متكرر.

يتطلب أمن CI/CD ممارسات وعمليات وتقنيات يمكنها دمج تدابير الأمن والامتثال في جميع مراحل المسار.

في نماذج التطوير التقليدية، غالبًا ما كان يتم يُضاف الأمان إلى البرامج في نهاية دورة التطوير. لكن تطور منصات السحابة، وبنيات الخدمات المصغرة والتطبيقات المعبأة بحاويات قد غير (وسرّع) دورة حياة تطوير البرمجيات، مما جعل استراتيجيات الأمن التقليدية قديمة.

هنا يأتي DevSecOps.

إن منهجية "DevSecOps"—وهي اختصار للتطوير والأمن والعمليات— تدمج مهندسي الأمن السيبراني ضمن استراتيجية عمليات التطوير (DevOps)؛ لضمان فحص وتأمين وتوثيق كل مكون من مكونات التطبيقات وعناصر الإعدادات في المجموعة بشكل استباقي. إنها ممارسة تطوير تنقل بروتوكولات الأمان من يمين (نهاية) إلى يسار (بداية) مسار التطوير.

من خلال استراتيجية "التحوُّل إلى اليسار" (shift left)، يعمل أعضاء الفريق على تنفيذ بروتوكولات الأمان (مثل تشفير البيانات، والتحقق من صحة المدخلات، وضوابط الوصول المستندة إلى الأدوار، والمصادقة متعددة العوامل) منذ البداية. التحوُّل إلى اليسار يمكّن فرق عمليات التطوير من تحديد ثغرات الأمان بسرعة ومعالجتها قبل أن يتمكن المجرمون الإلكترونيون من استغلالها أو تعطيل وظائف البرمجيات.

تتضمن DevSecOps أيضاً أنشطة "التحوُّل إلى اليمين" (Shift Right)، مما يوسع نطاق ممارسات الأمان لتشمل بيئات الإنتاج ما بعد النشر. تعطي ممارسات "التحوُّل إلى اليمين" الأولوية لمراقبة واختبار وحماية التطبيقات وقت التشغيل ضمن ظروف العالم الحقيقي. إنها تُكَمِّل أمن "التحوُّل إلى اليسار" من خلال إنشاء حلقة ملاحظات مستمرة، حيث تساهم المشكلات الأمنية المكتشفة في مرحلة الإنتاج في إثراء مراحل التطوير المبكرة.

عند استخدامهما معاً، يُمكّن نهجا أمن "التحوُّل إلى اليسار" (Shift-left) و"التحوُّل إلى اليمين" (Shift-right) المؤسسات من دمج عناصر التحكم الأمني في كل مرحلة من مراحل دورة حياة التطبيق. تساعد استراتيجية الأمان المزدوجة القائمة على "التحوُّل إلى أي مكان" (shift-everywhere) فرق عمليات التطوير (DevOps) على تطبيق كل من الوقاية المبكرة واكتشاف التهديدات والاستجابة لها بعد النشر، مما يعزز الوضع الأمني العام ويدفع عجلة التحسين المستمر.

هناك العديد من التوجهات والتقنيات الرئيسية التي تساهم في تشكيل كيفية بناء تطبيقات البرمجيات وإدارتها وتأمينها في مسارات CI/CD:

يمكن لحلول CI/CD المدعومة بالذكاء الاصطناعي أن تساعد المطورين على بناء تطبيقات أكثر ديناميكية وأماناً وقابلية للتوسع.

يمكن للمؤسسة استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لمراقبة الأكواد البرمجية باستمرار وفي الوقت الفعلي، وذلك لتحديد المخاطر الأمنية ومشكلات الجودة. إذا اكتشفت هذه الأدوات وجود خلل، يمكنها تفعيل سير عمل تلقائي لمعالجة المشكلة. قد تقوم مثل هذه الأداة، على سبيل المثال، بإعادة تشغيل خدمة فاشلة أو توفير المزيد من الموارد لاستيعاب الزيادة في طلب المستخدم.

وبخلاف طرق الكشف عن الأنماط غير الطبيعية الثابتة القائمة على الحدود القصوى، تستفيد نماذج الذكاء الاصطناعي من البيانات السياقية والتاريخية للتنبؤ بإخفاقات المسار المحتملة قبل حدوثها. تمكن ميزات التنبؤ فرق عمليات التطوير من اتخاذ نهج استباقي في إدارة التطبيقات، مما يمنع فترة التعطل والانقطاعات قبل حدوثها.

علاوة على ذلك، يمكن لخوارزميات التعلم الآلي مساعدة الفرق في تحسين عمليات الاختبار المستمر. فعلى سبيل المثال، يمكن للمؤسسات استخدام أدوات التعلم الآلي (ML) لتحديد وإصلاح الاختبارات المتقلبة (الاختبارات التي تنجح أو تفشل بشكل غير متوقع)، وأتمتة إنشاء حالات الاختبار من خلال تحليل التغييرات في الكود، والعيوب السابقة، وسلوك المستخدم.وفقاً لمؤسسة IDC، تقوم أكثر من 90% من الشركات باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، أو تجربتها، أو التوسع في استخدامها ضمن ممارسات اختبار البرمجيات الخاصة بها.

يمكن أن يؤدي توفير البنية التحتية (والذي يتضمن إعداد الأجهزة، وتثبيت نظام التشغيل، وتهيئة الشبكة من قبل موظفين متخصصين) إلى حدوث اختناقات. يمكن للمطورين نشر كود التطبيقات في دقائق، لكن قد يستغرق إعداد البنية التحتية ساعات أو أيام.

البنية التحتية كرمز (IaC) هي "ممارسة من ممارسات عمليات التطوير (DevOps) تعمل على أتمتة إعداد وإدارة البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات باستخدام ملفات التكوين بدلاً من العمليات اليدوية." نظرًا لأن IaC تتعامل مع البنية التحتية كبرمجيات، فإنها تمكّن البنية التحتية من مواكبة سرعة تطوير البرمجيات.

يمكن للفرق استخدام البنية التحتية كرمز (IaC) لإصدار واختبار ونشر البنية التحتية من خلال تطبيق نفس القوالب والممارسات التي يستخدمونها للكود البرمجي للتطبيقات. في الواقع، يمكن اختبار الأكواد البرمجية للبنية التحتية والتطبيقات، والتحقق من صحتها، ونشرها بشكل متوازٍ (بدلاً من استخدام عمليات منفصلة).

يمكن للمطورين تجهيز بيئات تجريبية بسرعة (بيئات معزولة وآمنة تتيح لفرق العمل اختبار وتشغيل البرمجيات دون التأثير على التطبيقات المباشرة) بالإضافة إلى تجهيز بيئات الإنتاج عند الطلب. يمكن لفرق ضمان الجودة تشغيل بيئات الاختبار على الفور، مع تكوين متسق. يمكن لفرق العمليات أتمتة البنية التحتية لقبول المستخدمين واختبارات الأمان.

وعندما يجتاز الكود البرمجي الجديد مرحلة الاختبار، يمكن نشر كل من التطبيق وبنيته التحتية معاً، مما يؤدي إلى تسريع تقديم الميزات وزيادة وتيرة عمليات النشر.

يُعّد GitOps إطار عمل تشغيلياً حديثاً يساعد في تسريع تسليم البرمجيات، وذلك من خلال تطبيق ممارسات البرمجة التي تركز على المطور (مثل طلبات السحب ومراجعات الأكواد) على عمليات البنية التحتية وممارسات تكوين البرمجيات.

تُعد IaC عنصرًا أساسيًا في GitOps. تحدد IaC البنية التحتية وتديرها من خلال الأكواد البرمجية وتعلن الحالة المطلوبة للأنظمة. غالبًا ما تُخزن تكوينات البنية التحتية كرمز (IaC) هذه على منصات تعتمد على نظام Git (على سبيل المثال GitHub)، حيث يعمل مستودع Git كمصدر وحيد للحقيقة للتخزين والتحكم في الإصدارات. في مسار CI/CD، يتحقق الوكلاء الآليون باستمرار من المستودع بحثًا عن التغييرات ويطبقون التكوينات على الأنظمة المباشرة (التي تم نشرها).

على سبيل المثال، إذا أراد فريق عمليات التطوير نشر خدمة مصغرة جديدة، فسيقومون بإجراء التغييرات اللازمة على ملفات تكوين Git. أدوات النشر ستراجع وتتحقق من صحة التحديثات قبل دمجها مع فرع الكود الرئيسي. ثم تطبق مسارات CI/CD التغييرات على البنية التحتية المباشرة (مثل مجموعة Kubernetes أو حاوية Docker، على سبيل المثال) بحيث تتطابق البيئة المنشورة دائما مع تعريفات المستودع.

تمكّن GitOps الفرق من نشر تحديثات البرمجية عدة مرات يوميًا، مع الثقة بأن أدوات Git ستكتشف أي تعارضات وتصححها بسرعة. وعلى هذا النحو، يمكن لـ GitOps مساعدة فرق عمليات التطوير على تقليل التدخل اليدوي بشكل أكبر والحد من تعقيد مسارات CI/CD.

حتى في بيئات عمليات التطوير، يجد العديد من مطوري البرمجيات أنفسهم مثقلين بتنوع وحجم الأعمال التي تندرج تحت نطاق مسؤولياتهم، خاصة عندما يتطلب الأمر منهم إتمام مهام يدوية وتكرارية. يقضي أكثر من ثلاثة أرباع المطورين ما لا يقل عن 30% من وقتهم في مثل هذه المهام الرتيبة.

تُعدّ الحوسبة دون خادم بيئة تطوير ونموذج تشغيل يعمل على تجريد إدارة البنية التحتية بعيداً عن المطورين. يقوم مزود الخدمة السحابية بتجهيز وإدارة جميع الخوادم ومكونات البنية التحتية الخلفية وبيئات التشغيل، مما يتيح للمطورين التركيز على كود التطبيق.

تدعم المنصات بدون خادم سير العمل القائم على الأحداث—حيث تؤدي سحب أو إرسال الكود إلى تفعيل البناء الآلي والاختبارات وخطوات النشر—لأتمتة مسار CI/CD بشكل أكبر.

توفر أنظمة CI/CD للمؤسسات مجموعة من الفوائد، تتضمن:

• جودة أفضل للبرامج. تُعطي CI/CD الأولوية للاختبار المستمر للأكواد والبرمجيات، وذلك لضمان اكتشاف الأخطاء والثغرات الأمنية في مراحل مبكرة من عمليات التطوير، مما يُمكّن المطورين من تقديم أكواد برمجية عالية الجودة.

• تسريع وقت الوصول إلى السوق. تتيح CI/CD عمليات نشر أسرع للبرمجيات، مما يقلل المهلة الزمنية بين إرسال الكود وتسليم البرمجيات من أسابيع إلى دقائق.

• مخاطر أقل وفترة تعطل أقل. تساهم تحديثات الكود الصغيرة والمتكررة في تسهيل معالجة الثغرات والأخطاء، مما يمنع انقطاعات الخدمة واسعة النطاق ويقلل من متوسط وقت الإصلاح (MTTR).

• شفافية أكبر. تساعد لوحات معلومات CI/CD وحلقات الملاحظات المستمرة في ضمان وصول فرق عمليات التطوير إلى جميع المعلومات التي يحتاجون إليها دائمًا، مما يعزز الشفافية والمساءلة.

• زيادة الإنتاجية. تُسهم مسارات CI/CD في أتمتة الخطوات اليدوية والمتكررة (مثل استكشاف أخطاء عمليات البناء وإصلاحها وإدارة نصوص النشر البرمجية)، مما يتيح للمطورين التركيز على التحديثات والميزات الجديدة والتطبيقات المبتكرة.