CI/CD چیست؟ راهنمای کامل یکپارچه‌سازی و استقرار مداوم در DevOps

اگر امروز توسعه‌دهندگان می‌توانند تنها چند دقیقه بعد از اعمال تغییرات در کد، نسخه جدیدی از نرم‌افزار را در اختیار کاربران قرار دهند، همیشه اوضاع به این شکل نبوده است. تا چند سال پیش، انتشار یک نسخه جدید از نرم‌افزار معمولاً فرآیندی طولانی، زمان‌بر و کاملاً دستی بود. توسعه‌دهندگان روی بخش‌های مختلف پروژه کار می‌کردند و پس از چند روز یا حتی چند هفته، تغییرات خود را با کد اصلی ادغام می‌کردند. شاید این روش در پروژه‌های کوچک مشکلی ایجاد نمی‌کرد، اما هرچه تیم‌ها بزرگ‌تر و نرم‌افزارها پیچیده‌تر شدند، دردسرهای آن هم بیشتر شد.

ادغام حجم زیادی از تغییرات در یک زمان، پیدا کردن منشأ خطاها را سخت می‌کرد و گاهی ناسازگاری بین بخش‌های مختلف کد، انتشار نسخه‌های جدید را برای روزها یا حتی هفته‌ها به تعویق می‌انداخت. از طرف دیگر، بعد از پایان توسعه هنوز کار تمام نشده بود. نرم‌افزار باید Build می‌شد، تست‌ها اجرا می‌شدند، بسته نرم‌افزاری آماده می‌شد و در نهایت روی سرورها استقرار پیدا می‌کرد. در بسیاری از سازمان‌ها، تمام این مراحل به‌صورت دستی انجام می‌شد؛ موضوعی که هم زمان زیادی می‌گرفت و هم احتمال بروز خطاهای انسانی را افزایش می‌داد. حتی یک اشتباه کوچک هنگام استقرار می‌توانست باعث از دسترس خارج شدن سرویس یا ایجاد اختلال برای کاربران شود.

اما با رشد اینترنت، فراگیر شدن رایانش ابری و افزایش رقابت در صنعت نرم‌افزار، انتظارات کاربران هم تغییر کرد. دیگر کسی حاضر نبود چند ماه برای دریافت یک قابلیت جدید یا رفع یک باگ منتظر بماند. شرکت‌ها باید سریع‌تر از گذشته توسعه می‌دادند، سریع‌تر تست می‌کردند و مهم‌تر از همه، سریع‌تر نرم‌افزار را منتشر می‌کردند. در چنین شرایطی، روش‌های سنتی دیگر پاسخگوی نیاز بازار نبودند و همین موضوع زمینه شکل‌گیری رویکردی را فراهم کرد که امروز آن را با نام CI/CD می‌شناسیم.

CI/CD با خودکارسازی بخش بزرگی از فرآیند توسعه و انتشار نرم‌افزار، به تیم‌ها کمک می‌کند تغییرات کد را به‌صورت مداوم ادغام، آزمایش و آماده انتشار کنند. نتیجه این رویکرد، کاهش خطاهای انسانی، کوتاه‌تر شدن زمان انتشار نسخه‌های جدید و افزایش کیفیت نرم‌افزار است.

CI/CD چیست؟

به زبان ساده، CI/CD مجموعه‌ای از روش‌ها، فرآیندها و ابزارها است که کمک می‌کند توسعه و انتشار نرم‌افزار سریع‌تر، قابل اعتمادتر و تا حد زیادی خودکار انجام شود. هدف اصلی این رویکرد آن است که هر تغییری که توسعه‌دهندگان در کد ایجاد می‌کنند، در کوتاه‌ترین زمان ممکن بررسی، آزمایش و برای انتشار آماده شود.

عبارت CI/CD از دو مفهوم اصلی تشکیل شده است:

• Continuous Integration (CI) یا یکپارچه‌سازی مداوم
• Continuous Delivery (CD) یا تحویل مداوم و در برخی موارد Continuous Deployment (CD) یا استقرار مداوم

اگرچه این دو مفهوم معمولاً در کنار هم استفاده می‌شوند، اما هر کدام وظیفه متفاوتی در چرخه توسعه نرم‌افزار دارند.

Continuous Integration (CI)  روی مرحله توسعه و ادغام کد تمرکز دارد. در این رویکرد، توسعه‌دهندگان تغییرات خود را به‌صورت مداوم در مخزن کد (Repository) ثبت می‌کنند. هر بار که تغییر جدیدی ثبت می‌شود، مجموعه‌ای از فرآیندهای خودکار مانند دریافت کد، Build، اجرای تست‌های خودکار و بررسی کیفیت کد اجرا می‌شود. اگر مشکلی در هر یک از این مراحل وجود داشته باشد، تیم توسعه خیلی سریع از آن مطلع می‌شود و می‌تواند قبل از اینکه مشکل بزرگ‌تر شود، آن را برطرف کند.

اما این تمام ماجرا نیست. بعد از اینکه تغییرات با موفقیت از مراحل CI عبور کردند، نوبت به Continuous Delivery می‌رسد. در این مرحله، نسخه‌ای از نرم‌افزار تولید می‌شود که آماده انتشار است و هر زمان سازمان تصمیم بگیرد، می‌تواند با کمترین ریسک در محیط عملیاتی مستقر شود. تفاوت اصلی این روش با مرحله بعدی در این است که انتشار نهایی هنوز به تأیید یک شخص یا تیم نیاز دارد.

سطح پیشرفته‌تر این رویکرد، Continuous Deployment است. در این مدل، اگر تمام مراحل Build، تست و اعتبارسنجی با موفقیت انجام شوند، نسخه جدید بدون نیاز به تأیید دستی به‌طور خودکار در محیط عملیاتی منتشر می‌شود. به همین دلیل، Continuous Deployment  را می‌توان بالاترین سطح اتوماسیون در فرآیند انتشار نرم‌افزار دانست.

در یک جمله، CI کمک می‌کند تغییرات کد همیشه در وضعیت سالم و قابل ادغام باقی بمانند و CD این اطمینان را ایجاد می‌کند که همین تغییرات با سرعت و اطمینان بیشتری به دست کاربران برسند. به همین دلیل، امروزه CI/CD یکی از مهم‌ترین پایه‌های DevOps محسوب می‌شود و در بسیاری از تیم‌های توسعه نرم‌افزار به‌عنوان یک استاندارد پذیرفته شده است.

CI/CD Pipeline چیست؟

تا اینجا با مفهوم CI/CD آشنا شدیم، اما شاید این سؤال برایتان پیش آمده باشد که این فرآیند در عمل چگونه اجرا می‌شود؟ پاسخ این سؤال در مفهومی به نام CI/CD Pipeline قرار دارد.

به زبان ساده،Pipeline  مجموعه‌ای از مراحل از پیش تعریف‌شده است که به‌صورت خودکار و پشت سر هم اجرا می‌شوند تا تغییرات ایجادشده در کد را از لحظه ثبت توسط توسعه‌دهنده تا زمان آماده‌سازی یا استقرار در محیط عملیاتی مدیریت کنند. اگر بخواهیم یک مثال ساده بزنیم، Pipeline  را می‌توان شبیه یک خط تولید در کارخانه دانست؛ محصول در هر ایستگاه بررسی یا پردازش می‌شود و تنها در صورتی به مرحله بعد می‌رود که مرحله قبلی را با موفقیت پشت سر گذاشته باشد.

معمولاً اجرای Pipeline از زمانی آغاز می‌شود که توسعه‌دهنده تغییرات خود را در مخزن Git ثبت (Commit) یا ارسال (Push)  می‌کند. از این لحظه، ابزار CI/CD به‌صورت خودکار وارد عمل می‌شود. ابتدا کد را دریافت می‌کند، فرآیند Build را اجرا می‌کند، تست‌های خودکار را انجام می‌دهد، کیفیت کد را بررسی می‌کند و در نهایت نسخه‌ای قابل انتشار از نرم‌افزار تولید می‌شود. اگر همه این مراحل با موفقیت انجام شوند، بسته به نوع پیاده‌سازی، نسخه جدید یا برای انتشار نهایی آماده خواهد بود (Continuous Delivery) یا بدون نیاز به تأیید دستی، مستقیماً در محیط عملیاتی مستقر می‌شود (Continuous Deployment).

استفاده از CI/CD Pipeline باعث می‌شود فرآیند توسعه و انتشار نرم‌افزار همیشه ساختاری یکسان، قابل تکرار و قابل اعتماد داشته باشد. این موضوع نه‌تنها احتمال بروز خطاهای انسانی را کاهش می‌دهد، بلکه شناسایی مشکلات را هم سریع‌تر می‌کند و به تیم‌ها اجازه می‌دهد نسخه‌های جدید را با سرعت و اطمینان بیشتری منتشر کنند.

ابزارهای محبوب CI/CD

خود CI/CD یک رویکرد است، اما برای پیاده‌سازی آن به ابزارهایی نیاز داریم که بتوانند تمام مراحل Pipeline را به‌صورت خودکار اجرا کنند. بدون این ابزارها، انجام Build، اجرای تست‌ها، بررسی کیفیت کد و استقرار نرم‌افزار در پروژه‌های بزرگ عملاً به کاری زمان‌بر و پرخطا تبدیل می‌شود.

امروزه ابزارهای مختلفی برای پیاده‌سازی CI/CD وجود دارند که هرکدام نقاط قوت و کاربردهای خاص خود را دارند. بعضی از آن‌ها متن‌باز هستند، بعضی دیگر به‌صورت سرویس ابری ارائه می‌شوند و برخی نیز هر دو روش را پشتیبانی می‌کنند. انتخاب ابزار مناسب معمولاً به عواملی مانند اندازه پروژه، زیرساخت سازمان، محل نگهداری کدها، مهارت تیم توسعه و حتی بودجه بستگی دارد.

در ادامه با چند مورد از محبوب‌ترین ابزارهای CI/CD آشنا می‌شویم.

Jenkins

اگر از متخصصان DevOps بخواهید تنها یک ابزار CI/CD را نام ببرند، احتمالاً نام Jenkins را بیشتر از هر ابزار دیگری خواهید شنید. Jenkins یک ابزار متن‌باز و بسیار انعطاف‌پذیر است که با هزاران افزونه (Plugin)، تقریباً با هر فناوری و سرویسی یکپارچه می‌شود. پشتیبانی از Git، Docker، Kubernetes و سرویس‌های ابری باعث شده است این ابزار همچنان یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها، به‌ویژه در سازمان‌های بزرگ، باشد.

GitHub Actions

اگر کدهای پروژه روی GitHub میزبانی می‌شوند، GitHub Actions یکی از ساده‌ترین گزینه‌ها برای پیاده‌سازی CI/CD است. این سرویس به‌صورت مستقیم در GitHub قرار دارد و بدون نیاز به ابزارهای جانبی، امکان طراحی و اجرای Pipeline را فراهم می‌کند. راه‌اندازی سریع و وجود هزاران Workflow آماده، از مهم‌ترین دلایل محبوبیت آن هستند.

GitLab CI/CD

GitLab CI/CD یکی از قابلیت‌های داخلی GitLab است و بسیاری از نیازهای تیم‌های DevOps را بدون وابستگی به ابزارهای دیگر پوشش می‌دهد. Pipelineها در این ابزار از طریق فایل‌های YAML تعریف می‌شوند و به دلیل یکپارچگی کامل با سایر امکانات GitLab، مدیریت فرآیند توسعه و انتشار را ساده‌تر می‌کنند.

Azure DevOps

Azure DevOps مجموعه‌ای از سرویس‌های توسعه نرم‌افزار مایکروسافت است که علاوه بر CI/CD، امکاناتی مانند مدیریت پروژه، کنترل نسخه و مدیریت Artifact را نیز در اختیار تیم‌ها قرار می‌دهد. اگر زیرساخت سازمان بر پایه Microsoft Azure باشد، این ابزار معمولاً یکی از بهترین گزینه‌ها خواهد بود.

CircleCI

CircleCI یک پلتفرم CI/CD مبتنی بر فضای ابری است که بیشتر به خاطر سرعت بالا و مقیاس‌پذیری شناخته می‌شود. این ابزار از فناوری‌ها و زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف پشتیبانی می‌کند و به دلیل راه‌اندازی ساده، در میان استارتاپ‌ها و تیم‌های توسعه محبوبیت زیادی پیدا کرده است.

هرکدام از این ابزارها قابلیت‌ها، مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند، اما هدف همه آن‌ها یکسان است؛ خودکارسازی فرآیندهای Build، Test و Deploy تا تیم‌های توسعه بتوانند با سرعت بیشتر و خطاهای کمتر، نرم‌افزارهای باکیفیت‌تری تولید کنند.

CI/CD پایان کار نیست

بعضی‌ها تصور می‌کنند با استقرار موفق یک نسخه جدید، کار CI/CD تمام می‌شود؛ اما در واقع، انتشار نرم‌افزار تازه آغاز مسیر است. بعد از Deploy باید مطمئن شوید که سرویس بدون مشکل در حال اجراست، کاربران با خطا مواجه نمی‌شوند و عملکرد سیستم در وضعیت مطلوب قرار دارد.

به همین دلیل، تیم‌های توسعه و عملیات معمولاً پس از استقرار، شاخص‌هایی مانند سلامت سرویس، زمان پاسخ، نرخ خطا، مصرف منابع، لاگ‌ها و هشدارها را به‌صورت مداوم مانیتور می‌کنند. اگر مشکلی ایجاد شود، این اطلاعات کمک می‌کنند علت آن خیلی سریع شناسایی و برطرف شود. به همین دلیل، در بسیاری از سازمان‌ها، CI/CD در کنار ابزارهای Monitoring و Observability  استفاده می‌شود تا کل چرخه توسعه، استقرار و نگهداری نرم‌افزار به‌صورت یکپارچه مدیریت شود.

آیا باید از ابزارهای CI/CD استفاده کنیم؟

پاسخ این سؤال به نوع پروژه و نیازهای تیم بستگی دارد. اگر روی یک پروژه شخصی یا کوچک کار می‌کنید و انتشار نسخه‌های جدید به‌ندرت انجام می‌شود، شاید در ابتدا نیازی به طراحی یک Pipeline کامل نداشته باشید. با این حال، حتی در چنین پروژه‌هایی هم استفاده از ابزارهای ساده CI/CD می‌تواند بسیاری از کارهای تکراری، مانند اجرای تست‌ها یا Build پروژه، را خودکار کند.

اما هرچه پروژه بزرگ‌تر شود، اعضای تیم افزایش پیدا کنند و تعداد انتشار نسخه‌های جدید بیشتر شود، مدیریت دستی این فرآیندها به‌تدریج دشوار و پرریسک خواهد شد. در چنین شرایطی، CI/CD دیگر یک قابلیت اضافه نیست؛ بلکه به یکی از نیازهای اصلی تیم توسعه تبدیل می‌شود.

در نهایت، فراموش نکنید که CI/CD یک ابزار نیست، بلکه یک رویکرد است. ابزارهایی مانندJenkins ، GitHub Actions، GitLab CI/CD، Azure DevOps و CircleCI تنها این رویکرد را پیاده‌سازی می‌کنند. بنابراین، انتخاب بهترین ابزار به شرایط پروژه، زیرساخت سازمان و نیازهای تیم بستگی دارد، نه صرفاً محبوبیت آن.

اگر هدف شما توسعه سریع‌تر، انتشار مطمئن‌تر و کاهش خطاهای انسانی است، استفاده از CI/CD یکی از بهترین تصمیم‌هایی است که می‌توانید برای فرآیند توسعه نرم‌افزار خود بگیرید.