Kubernetes est une plateforme open source d’orchestration de containers créé par Google. Découvrez son utilité, son fonctionnement, ainsi que ses différences avec Docker.
Les containers sont une méthode de virtualisation de système d’exploitation permettant de lancer une application et ses dépendances à travers un ensemble de processus isolés du reste du système. Cette méthode permet d’assurer le déploiement rapide et stable des applications dans n’importe quel environnement informatique.
En plein essor depuis plusieurs années, les containers ont modifié la façon dont nous développons, déployons et maintenons des logiciels. De par leur légèreté et leur flexibilité, ils ont permis l’apparition de nouvelles formes d’architectures d’application, consistant à constituer des applications au sein de containers séparés pour ensuite déployer ces containers sur un cluster de machines virtuelles ou physiques. Toutefois, cette nouvelle proche a créé le besoin de nouveaux outils « d’orchestration de containers » pour automatiser le déploiement, le management, le networking, le scaling et la disponibilité des applications basées sur container. Tel est le rôle de Kubernetes.
Kubernetes : Qu’est-ce que c’est ?
Kubernetes est un projet Open Source créé par Google en 2015. Il permet d’automatiser le déploiement et la gestion d’applications multi-container à l’échelle. Il s’agit d’un système permettant d’exécuter et de coordonner des applications containerisées sur un cluster de machines. C’est une plateforme conçue pour gérer entièrement le cycle de vie des applications et services containerisés en utilisant des méthodes de prédictibilité, de scalabilité et de haute disponibilité.
Kubernetes est codé dans le langage de programmation Go développé par Google et vise aussi bien une utilisation sur le Cloud que sur les ordinateurs locaux ou les centres de calcul On-Premise. Son orientation Cloud se manifeste également dans la suite du développement du projet : sous l’égide de la Cloud Native Computing Foundation, Google continue aujourd’hui de faire progresser ce projet open source avec l’aide de quelques autres entreprises et d’une très vaste communauté.
Principalement compatible avec Docker, Kubernetes peut fonctionner avec n’importe quel système de container conforme au standard Open Container Initiative en termes de formats d’images et d’environnements d’exécution. De par son caractère open source, Kubernetes peut aussi être utilisé librement par n’importe qui, n’importe où.
Kubernetes : Comment ça marche ?
Kubernetes est un système de gestion de conteneurs. Le but du logiciel n’est donc pas de créer les conteneurs, simplement de les gérer. Pour y parvenir, Kubernetes a recours à l’automatisation des processus. Les développeurs peuvent ainsi procéder plus facilement aux tests, à la maintenance ou à la publication des applications. L’architecture Kubernetes comporte une hiérarchie claire :
- Conteneur : un conteneur contient des applications et des environnements logiciels.
- Pod : dans l’architecture Kubernetes, cette unité regroupe des conteneurs devant travailler ensemble pour une application.
- Node : un ou plusieurs pods s’exécutent sur un node (nœud) pouvant être à la fois une machine virtuelle ou physique.
- Cluster : dans Kubernetes, plusieurs nodes sont réunis en un cluster.
Un cluster Kubernetes doit avoir un master : le système qui commande et contrôle toutes les autres machines du cluster. Un cluster Kubernetes hautement disponible réplique les fonctions du master sur les différentes machines, mais seul un master à la fois exécute le controller-manager et le scheduler.
Chaque cluster contient des nodes Kubernetes. Il peut s’agir de machines physiques ou virtuelles. Les noeuds quant à eux exécutent des pods : les objets Kubernetes les plus basiques pouvant être créés ou gérés. Chaque pod représente une seule instance d’une application ou d’un processus en cours d’exécution sur Kubernetes, et se constitue d’un ou plusieurs containers. Tous les containers sont lancés et répliqués en groupe dans le pod. Ainsi, l’utilisateur peut se concentrer sur l’application plutôt que sur les containers.
Le controller est une autre abstraction permettant de gérer la façon dont les pods sont déployés, créés ou détruits. En fonction des différentes applications à gérer, il existe différents pods. Une autre abstraction est le service, qui permet d’assurer la persistance des applications même si les pods sont détruits. Le service décrit la façon dont un groupe de pods peut être accédé via le réseau.
On dénombre d’autres composants clés de Kubernetes. Le scheduler répartit les workloads entre les nodes pour assurer l’équilibre entre les ressources, et garantir que les déploiements correspondent aux besoins des applications. Le controller manager quant à lui assure que l’état du système (applications, workloads…) correspond à l’état désiré défini dans les paramètres de configuration Etcd.
Kubernetes : à quoi ça sert ?
Le principal intérêt de Kubernetes est de permettre aux entreprises de se focaliser sur la façon dont ils veulent que les applications fonctionnent, plutôt que sur des détails spécifiques d’implémentation. Grâce aux abstractions permettant de gérer des groupes de containers, les comportements dont ils ont besoin sont dissociés des composants qui les fournissent.
Kubernetes permet ainsi d’automatiser et de simplifier plusieurs tâches. Tout d’abord, on peut citer le déploiement d’applications multi-container. De nombreuses applications résident dans plusieurs containers (base de données, front end web, serveur de cache…), et les microservices sont également développés sur ce modèle. Généralement, les différents services sont liés par API et des protocoles web.
Cette approche présente des avantages sur le long terme, mais demande beaucoup de travail sur le court terme. Kubernetes permet de réduire les efforts nécessaires. L’utilisateur indique à Kubernetes comment composer une application à partir d’un ensemble de containers, et la plateforme prend en charge le déploiement et assure la synchronisation des composants entre eux.
Cet outil simplifie aussi le scaling d’applications containerisées. En effet, les applications ont besoin d’être mises à l’échelle pour suivre la demande et optimiser l’usage des ressources. Kubernetes permet d’automatiser cette mise à l’échelle. La plateforme permet aussi le déploiement continu de nouvelles versions d’applications, éliminant les temps de maintenance. Ses mécanismes permettent de mettre à jour les images de containers et même de revenir en arrière en cas de problème.
Kubernetes et ses APIs permettent aussi le networking des containers, la découverte de service et le stockage. Enfin, n’étant pas liée à un environnement ou à une technologie cloud spécifique, Kubernetes peut être lancé dans n’importe quel environnement : cloud public, stacks privés, hardware physique ou virtuel… il est même possible de mixer les environnements.
source: lebigdata.fr
