Demystifier Kubernetes : Un guide complet pour les debutants

Au fil des années, la gestion et le déploiement d’applications ont connu une évolution rapide. Les entreprises ont besoin de solutions pour déployer et gérer facilement leurs applications sur des serveurs distants. C’est là qu’intervient Kubernetes, un système d’orchestration de conteneurs open-source qui simplifie la gestion, le déploiement et l’évolutivité des applications. Dans ce guide, nous allons explorer les bases de Kubernetes et comment il peut être utilisé pour automatiser et rationaliser la gestion des infrastructures.

Qu’est-ce que Kubernetes ?

Kubernetes est un projet open-source créé par Google qui permet de gérer et d’automatiser le déploiement, la mise à l’échelle et la gestion des applications contenues dans des conteneurs. Il utilise un ensemble de technologies et de concepts tels que les clusters, les nœuds, les pods, les services et les volumes pour organiser et gérer efficacement les ressources informatiques nécessaires au fonctionnement des applications.

Les principaux composants de Kubernetes

Pour comprendre comment fonctionne Kubernetes, il est essentiel de se familiariser avec ses principales composantes :

• Cluster : Un cluster est un ensemble de machines physiques ou virtuelles qui exécutent des applications en utilisant Kubernetes. Un cluster peut être constitué d’un seul nœud (machine) ou de plusieurs nœuds.
• Nœuds : Un nœud est une machine physique ou virtuelle qui fait partie d’un cluster Kubernetes. Chaque nœud exécute un ensemble de conteneurs.
• Pods : Un pod est la plus petite et la plus simple unité dans le modèle Kubernetes. Il représente un groupe de conteneurs qui sont déployés ensemble sur le même nœud et partagent les mêmes ressources réseau et de stockage.
• Services : Un service est une abstraction qui définit un ensemble de pods et définit comment y accéder. Les services permettent de découpler les applications des pods sous-jacents et de fournir un point d’accès stable pour se connecter aux pods.
• Volumes : Un volume est un espace de stockage persistant associé à un ou plusieurs conteneurs d’un pod. Les volumes peuvent être utilisés pour stocker des données qui doivent survivre à la fin de vie d’un pod, comme les bases de données ou les fichiers de configuration.

Comment fonctionne Kubernetes ?

Le fonctionnement de kubernetes architecture repose sur une architecture maître-nœud. Le maître (ou serveur de contrôle) est responsable de la gestion globale du cluster, tandis que les nœuds sont responsables de l’exécution des conteneurs.

L’architecture maître-nœud

Le maître de Kubernetes comprend plusieurs composants qui travaillent ensemble pour gérer le cluster :

• API server : Le serveur API est le point d’entrée pour toutes les communications entre les composants du cluster. Il expose l’API Kubernetes et gère les opérations de lecture et d’écriture sur le datastore.
• etcd : etcd est un magasin de données distribué qui stocke toutes les données de configuration du cluster, telles que les informations sur les nœuds, les pods, les services et les volumes.
• Controller manager : Le gestionnaire de contrôleurs surveille l’état actuel du cluster et effectue des actions pour maintenir l’état désiré. Par exemple, il peut créer ou supprimer des pods en fonction de la demande.
• Scheduler : L’ordonnanceur est responsable de la sélection du nœud sur lequel un nouveau pod doit être déployé en tenant compte des exigences de ressources et des contraintes spécifiées dans la définition du pod.

Les nœuds sont les machines qui exécutent les conteneurs et communiquent avec le maître via le serveur API. Chaque nœud est équipé de plusieurs composants pour faciliter cette communication et assurer le bon fonctionnement des conteneurs :

• Kubelet : Kubelet est l’agent qui s’exécute sur chaque nœud et communique avec le serveur API pour s’assurer que les conteneurs définis dans les pods sont en cours d’exécution et en bonne santé.
• Container runtime : Il s’agit du logiciel utilisé pour exécuter les conteneurs, comme Docker ou rkt.
• kube-proxy : kube-proxy est un proxy réseau qui fonctionne sur chaque nœud pour gérer la communication entre les services et les pods.

Déployer une application avec Kubernetes

Pour déployer une application avec Kubernetes, vous devez d’abord créer une définition de pod qui décrit les conteneurs à exécuter dans le pod. Cette définition est généralement écrite en YAML ou JSON et contient des informations telles que l’image du conteneur à utiliser, les ports à exposer et les volumes à monter.

Une fois que vous avez créé la définition du pod, vous pouvez utiliser l’outil en ligne de commande kubectl pour déployer l’application sur votre cluster Kubernetes. Vous pouvez également créer des objets supplémentaires, tels que des services, pour exposer vos applications à l’extérieur du cluster et permettre la communication entre les différentes parties de votre système.

Gérer et mettre à l’échelle vos applications avec Kubernetes

Kubernetes offre plusieurs fonctionnalités pour vous aider à gérer et à mettre à l’échelle vos applications :

• Rolling updates : Avec Kubernetes, vous pouvez déployer des mises à jour continues pour votre application sans provoquer d’interruptions de service. Les mises à jour sont effectuées progressivement, un pod à la fois, ce qui permet à votre application de continuer à fonctionner pendant la mise à jour.
• Auto-scaling : Kubernetes peut ajuster automatiquement le nombre de pods en fonction de la charge de travail et des ressources disponibles. Cela vous permet d’éviter les problèmes de performance dus à une surcharge et de réduire les coûts en minimisant les ressources inutilisées.
• Self-healing : Si un pod rencontre des problèmes ou devient indisponible, Kubernetes prendra des mesures pour le redémarrer ou le remplacer automatiquement. Cela garantit que votre application reste disponible même en cas de défaillance d’un composant.

En utilisant ces fonctionnalités et les concepts de base de Kubernetes, vous pouvez créer une infrastructure robuste, évolutive et facile à gérer pour vos applications. Ce guide n’est qu’une première étape pour comprendre le potentiel de Kubernetes et comment il peut transformer la manière dont vous gérez et déployez vos applications.

Lucie