Qu’est-ce que Kubernetes ?

Kubernetes, souvent abrégé en K8s, est une plateforme open source qui automatise le déploiement, la mise à l’échelle et la gestion des applications conteneurisées. Elle s’est imposée comme la norme pour l’orchestration et la gestion des workloads conteneurisées. Imaginez un monde où vous pouvez facilement déployer, administrer et faire évoluer vos applications sans avoir à gérer l’infrastructure sous-jacente. C’est toute la puissance de Kubernetes.

De nombreuses entreprises utilisent Kubernetes pour leurs déploiements à grande échelle. La puissance et la flexibilité de pouvoir démarrer et arrêter des conteneurs ou des pods en quelques clics de souris (ou par programmation) sont inestimables. Cependant, la sauvegarde des applications conteneurisées et de leurs données peut s’avérer une tâche complexe.

La solution de sauvegarde et de restauration native Kubernetes de Veeam répond aux défis administratifs tels que l’allocation des ressources, les sauvegardes et la restauration. Grâce à cet outil, vous pouvez non seulement déployer et faire évoluer vos applications de manière transparente, mais aussi vous assurer qu’elles sont toujours sauvegardées et faciles à restaurer.

Intégrer une solution fiable de protection des données dans votre stratégie peut vous éviter des pertes de données catastrophiques et faciliter encore plus la gestion de vos conteneurs. En utilisant des outils natifs Kubernetes pour les sauvegardes, vous garantissez la protection de vos charges de travail tout en assurant une expérience de conteneurisation fluide. Vos workloads sont toujours protégés.

Définition des concepts clés de Kubernetes

Pour saisir pleinement la puissance de Kubernetes, nous devons d’abord comprendre les concepts et composants clés qui composent cette plateforme. À la base, Kubernetes permet de gérer des conteneurs, des unités légères et portables qui empaquetent les applications et leurs dépendances. Les conteneurs offrent plusieurs avantages par rapport aux méthodes de virtualisation traditionnelles, telles que les machines virtuelles.

Pour comprendre la conteneurisation dans Kubernetes, il est essentiel d’en approfondir les concepts clés. Pour comprendre Kubernetes, il est essentiel de maîtriser la conteneurisation, car elle constitue la base sur laquelle repose son fonctionnement. Vous trouverez ci-dessous quelques termes du glossaire pour vous aider à consolider certains des concepts clés de la conteneurisation.

• Conteneurs: Les conteneurs permettent de regrouper les applications et leurs dépendances, garantissant ainsi un déploiement et un fonctionnement cohérents sur différents environnements. Ils offrent une portabilité accrue et une meilleure efficacité des ressources par rapport aux machines virtuelles traditionnelles.
• Pods : En tant qu’éléments fondamentaux de Kubernetes, les pods hébergent un ou plusieurs conteneurs et partagent des ressources de stockage et de réseau. Les pods facilitent la mise à l’échelle horizontale, les mises à jour transparentes et l’équilibrage de charge de vos applications.
• Nœuds: Elles agissent comme des machines de travail (physiques ou virtuelles) qui exécutent vos conteneurs et vos pods, fournissant ainsi les ressources nécessaires au bon fonctionnement des applications.
• Services: Les services font abstraction de la communication entre différents pods ou avec des clients externes, ce qui permet un accès stable aux applications malgré la mise à l’échelle ou le déplacement des pods.
• Déploiements: Ils permettent de gérer l’état souhaité de vos applications, d’automatiser les mises à jour et la mise à l’échelle, tout en garantissant une disponibilité continue et en maintenant la redondance.
• Virtualisation : Cela désigne l’abstraction des ressources, telles que le matériel, le stockage et les dispositifs réseau, permettant de créer plusieurs instances virtuelles utilisables simultanément.

Comprendre les concepts et le langage de la conteneurisation (en particulier avec Kubernetes) est essentiel pour gérer et déployer efficacement vos applications. Se familiariser avec ces concepts ouvrira la voie à une intégration réussie de Kubernetes dans votre infrastructure.

Comment Kubernetes fonctionne-t-il ?

Kubernetes fonctionne à l’aide d’une architecture de cluster composée d’un plan de contrôle et de nœuds de travail. Les nœuds du plan de contrôle gèrent l’ensemble du cluster en orchestrant le déploiement, la mise à l’échelle et la maintenance des applications conteneurisées. Les nœuds de travail, quant à eux, exécutent les conteneurs et les pods eux-mêmes, ce qui garantit le bon fonctionnement des applications.

Dans un cluster Kubernetes, les nœuds du plan de contrôle communiquent en permanence avec les nœuds de travail pour maintenir l’état souhaité de l’application. Cela comprend des tâches telles que la planification des pods, la gestion des déploiements et la mise à l’échelle des ressources. Kubernetes supervise en permanence l’intégrité et l’état des nœuds et des pods, garantissant ainsi une haute disponibilité et une tolérance aux pannes.

L’écosystème de la conteneurisation est vaste, et Kubernetes n’échappe pas à la règle. Pour le comprendre, il faut se plonger dans sa technologie sous-jacente, ainsi que dans la façon dont il est géré.

Technologie sous-jacente

Kubernetes repose sur plusieurs technologies essentielles qui lui permettent d’orchestrer et de gérer efficacement les applications conteneurisées. Cela inclut le logiciel de conteneurisation responsable de l’exécution et de la gestion des conteneurs sur les nœuds de travail, tels que Docker ou containerd. L’arsenal Kubernetes contient d’autres outils :

• Kube-apiserver : Il s’agit du principal composant du plan de contrôle qui expose l’API Kubernetes, permettant ainsi aux utilisateurs et aux autres composants d’interagir avec le cluster.
• Kube-controller-manager : Il exécute les processus des contrôleurs chargés de gérer l'état global du cluster, notamment la réplication des états souhaités, la gestion des défaillances des nœuds et l'administration des points de terminaison.
• Kube-scheduler : Cet outil est chargé d’affecter les pods aux nœuds de travail en fonction de la disponibilité des ressources, des contraintes et des stratégies.
• Proxy Kube : Il s’agit d’un proxy réseau qui s’exécute sur chaque nœud de travail, assure le bon acheminement des requêtes vers les conteneurs appropriés et maintient les règles réseau sur l’ensemble des nœuds.

etcd est un composant incontournable, essentiel pour garantir la tolérance aux pannes dans Kubernetes. Cet outil stocke les données de configuration et les informations d’état de l’ensemble du cluster. 

Configuration et gestion de Kubernetes

La configuration d’un cluster Kubernetes implique le provisionnement et la configuration du plan de contrôle et des nœuds de travail, à l’aide d’un matériel physique, de machines virtuelles ou d’une infrastructure cloud. Une grande partie du processus est assez similaire à la configuration de plusieurs serveurs ou d’un datacenter. Il nécessite d’établir une communication réseau entre les nœuds à l’aide d’une structure de réseau plate ou d’un réseau superposé pour prendre en charge la mise en réseau de conteneurs multi-hôtes.

Elle nécessite toutefois des outils et une configuration supplémentaires sous la forme des composants Kubernetes mentionnés plus haut, à la fois sur le plan de contrôle et sur les nœuds de travail. Enfin, il s’agit de créer un cluster via le nœud du plan de contrôle et d’y ajouter des nœuds de travail.

L’administration s’effectue au moyen d’une API RESTful qui tire parti des requêtes HTTP. Cela permet une interaction programmée, la création de déploiements et l'interrogation des ressources. Des outils tels que kubectl et le tableau de bord Kubernetes permettent de superviser les clusters tout en pilotant la gestion à l’aide de l’API.

L’écosystème Kubernetes

L’écosystème Kubernetes est vaste et comprend de nombreux outils, plateformes et intégrations qui fonctionnent ensemble pour optimiser les capacités de la plateforme. Un des plus grands avantages de Kubernetes réside dans la pléthore d’outils disponibles, dont Helm pour la gestion des packages, Prometheus pour la supervision et les solutions natives de Veeam pour la sauvegarde et la sécurité.

Les avantages de Kubernetes

Au-delà de son écosystème, Kubernetes offre de nombreux autres avantages pour simplifier la gestion des conteneurs et améliorer les performances des applications. Pour commencer, Kubernetes facilite grandement les déploiements dans le cloud hybride. Avec la conteneurisation, les applications et leurs dépendances sont regroupées, ce qui garantit la compatibilité et la cohérence entre les différentes plateformes. Les entreprises peuvent ainsi déployer facilement des applications dans toutes sortes d’environnements et de plateformes.

Cette compatibilité rend également Kubernetes facilement évolutif. Il automatise le processus d’ajout ou de suppression des ressources en fonction de la demande pour maintenir des performances optimales sans intervention de maintenance. Parmi les autres avantages, citons les suivants.

• Haute disponibilité: En surveillant constamment l’intégrité des nœuds et des pods, Kubernetes garantit que les applications sont toujours accessibles. En cas de défaillance, Kubernetes peut reprogrammer automatiquement les pods concernés sur des nœuds sains, minimisant ainsi les temps d’arrêt et préservant les performances des applications.
• Tolérance aux pannes : Les capacités d’auto-réparation de Kubernetes contribuent à sa tolérance aux pannes. En cas de défaillance d’un pod ou d’un nœud, Kubernetes peut redistribuer les workloads et les ressources pour maintenir la disponibilité des applications.
• Retour sur investissement : En maximisant l’utilisation des ressources grâce à la conteneurisation, Kubernetes réduit les coûts d’infrastructure. Il permet une allocation efficace des ressources et élimine le besoin de surprovisionnement, ce qui entraîne des économies de coûts.

La conteneurisation avec Kubernetes simplifie le processus de sauvegarde et de restauration des données en offrant un environnement homogène sur l’ensemble des plateformes. Cette cohérence facilite l’implémentation de solutions de protection des données telles que la sauvegarde native Kubernetes de Veeam. Elle garantit une haute disponibilité et une restauration fiable dans le respect de la règle du 3-2-1-0.

Kubernetes vs Docker : Comprendre la différence

Si Kubernetes et Docker prennent tous deux en charge la conteneurisation, ils poursuivent des objectifs distincts. Docker est une plateforme de création, de déploiement et de gestion de conteneurs, tandis que Kubernetes est une plateforme d’orchestration permettant de gérer des applications conteneurisées à grande échelle. Essentiellement, Docker fournit les éléments de base pour la création de conteneurs, tandis que Kubernetes gère ces conteneurs.

Vous pouvez opter pour Docker pour plusieurs raisons. 

• Développer et tester dans des environnements isolés : Docker vous permet de créer des conteneurs isolés pour chaque composant de l’application, ce qui permet aux développeurs de travailler de manière indépendante et de minimiser les conflits. Cela simplifie le processus de développement et de test, en garantissant le bon fonctionnement de chaque composant avant l’intégration.
• Déploiement d’applications avec des exigences d’évolutivité limitées : Pour les applications simples qui ne nécessitent pas de mise à l’échelle étendue, les fonctionnalités natives de Docker peuvent être suffisantes. La plateforme permet un déploiement et une gestion faciles des conteneurs sans avoir besoin d’outils d’orchestration supplémentaires.
• Une solution légère pour la CI/CD : La simplicité de Docker en fait un excellent choix pour les pipelines d’intégration et de livraison continues. Les conteneurs sont rapides et faciles à concevoir, tester et déployer, ce qui garantit une évolution rapide et un minimum de temps d’arrêt entre les versions.

À l’inverse, vous choisirez Kubernetes pour les raisons suivantes.

• Gérer des applications complexes à travers plusieurs environnements : Kubernetes offre des fonctionnalités d’orchestration efficaces qui simplifient le déploiement et la gestion d’applications complexes dans différents environnements (préproduction ou production, et divers fournisseurs de cloud, par exemple).
• Mise à l’échelle dynamique des applications en fonction des workloads fluctuants : La fonctionnalité de mise à l'échelle de Kubernetes ajuste automatiquement le nombre de conteneurs actifs en réponse à la demande, assurant ainsi une utilisation optimale des ressources et une meilleure maîtrise des coûts. Cette fonctionnalité est essentielle pour les applications confrontées à des modèles de charge variables ou à des pics soudains de trafic.
• Assurer une haute disponibilité et une tolérance aux pannes : Kubernetes détecte automatiquement les défaillances des conteneurs et redistribue les workloads pour garantir la disponibilité des applications. De plus, elle peut se réparer elle-même en redémarrant les conteneurs défaillants, en minimisant la nécessité d’interventions manuelles et en réduisant les temps d’arrêt.

Le choix entre Kubernetes et Docker dépend de vos besoins spécifiques. Docker peut suffire pour les solutions de conteneurisation de base. Cependant, si vous avez besoin de gérer et de faire évoluer des applications conteneurisées complexes dans divers environnements, Kubernetes est le choix idéal.

Cas d’utilisation de Kubernetes

Kubernetes propose une solution polyvalente et robuste adaptée à une large gamme de cas d’usage, démontrant ainsi sa valeur dans divers secteurs et applications. Du déploiement d’applications Web à la gestion des tâches de traitement du Big Data, Kubernetes offre en permanence efficacité et fiabilité tout en s’adaptant à un paysage technologique en constante évolution.

Déploiement d’applications Web

Kubernetes excelle dans le déploiement d’applications Web grâce à sa capacité à simplifier la gestion, l’adaptation et la mise à jour des applications conteneurisées. En utilisant Kubernetes, vous pouvez facilement faire évoluer votre application Web pour s’adapter aux fluctuations du trafic, déployer des mises à jour sans temps d’arrêt et rétablir rapidement une exploitation normale après une panne.

Par exemple, un site e-commerce peut s’appuyer sur Kubernetes pour gérer son architecture de microservices, garantissant ainsi une expérience utilisateur fluide, même pendant les périodes de forte affluence, comme le Black Friday ou le Cyber Monday. Avec Kubernetes, la plateforme d’e-commerce peut évoluer automatiquement en fonction de la demande, ce qui garantit que le site web reste réactif et disponible, même face à une augmentation des demandes des utilisateurs.

Traitement du Big Data

Dans le domaine du Big Data et de la Business Intelligence, Kubernetes démontre ses prouesses en gérant et en faisant évoluer efficacement les ressources en réponse à la demande. En déployant des applications gourmandes en données, telles qu’Apache Spark ou Hadoop sur Kubernetes, les entreprises peuvent optimiser l’utilisation de leurs ressources, réduire les coûts d’infrastructure et assurer la fluidité et l’efficacité du traitement des données.

Une société de services financiers, par exemple, pourrait exploiter la puissance de Kubernetes pour orchestrer son infrastructure d’analyse de données. Cela permet à l’entreprise de traiter des volumes massifs de transactions et de données clients en temps réel, en fournissant des informations précieuses et en améliorant la prise de décision. Kubernetes garantit que les ressources de calcul nécessaires sont provisionnées de manière dynamique et peuvent évoluer horizontalement à mesure que les charges de travail de traitement des données augmentent, ce qui se traduit par une gestion optimale des performances et des coûts.

Internet des objets

Les applications IoT impliquent souvent de coordonner un grand nombre d’appareils et de traiter des quantités substantielles de données, ce qui fait de Kubernetes un outil précieux dans ce domaine. L’évolutivité et la flexibilité de Kubernetes permettent une allocation optimale des ressources et garantissent une haute disponibilité pour les applications IoT, simplifiant ainsi leur déploiement et leur gestion.

Un projet de ville intelligente pourrait utiliser Kubernetes pour superviser son infrastructure IoT, en agrégeant les données de divers capteurs et appareils afin d’optimiser les modèles de circulation, la consommation d’énergie et les mesures de sécurité publique. En gérant le déploiement de divers microservices et composants de traitement de données distribués, Kubernetes permet une intégration transparente des solutions de villes intelligentes, garantissant un traitement efficace des données et une analyse en temps réel.

Apprentissage automatique et intelligence artificielle

Kubernetes est parfaitement adapté pour gérer les workloads liés à l'apprentissage automatique et à l'intelligence artificielle. Les applications de ML et d’IA exigent généralement des ressources de calcul importantes et impliquent souvent des architectures distribuées complexes. Kubernetes peut gérer ces workloads en orchestrant des éléments d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle conteneurisés, garantissant ainsi une allocation efficace des ressources et des performances d'application fluides.

Un établissement de santé pourrait par exemple utiliser Kubernetes pour gérer ses outils de diagnostic pilotés par IA. Cela permettrait à l’entreprise d’analyser plus efficacement les images médicales et les données des patients, ce qui permettrait d’établir des diagnostics plus précis et d’améliorer les résultats pour les patients. Avec Kubernetes, le fournisseur de soins de santé peut gérer l'infrastructure complexe requise pour les workloads d'IA, en ajustant automatiquement les ressources afin de maintenir des performances optimales face à l'augmentation du volume d'images médicales et de données patients.

Comment démarrer

Se lancer dans Kubernetes peut sembler intimidant, mais avec une approche et des ressources appropriées, vous pouvez rapidement acquérir des compétences. Commencez par explorer les solutions courantes et les meilleures pratiques au sein de l’écosystème Kubernetes. Réfléchissez aux besoins spécifiques de votre entreprise et à la manière dont Kubernetes peut y répondre.

Une fois que vous avez une solide compréhension de Kubernetes et de ses avantages potentiels, vous pouvez commencer à le mettre en œuvre dans votre entreprise. La clé de la réussite avec Kubernetes repose sur l’apprentissage continu et l’adaptation au paysage en constante évolution des technologies de conteneurisation et d’orchestration.

Mais n’oubliez pas l’importance de la protection des données. Prenez un moment pour explorer certaines des stratégies de protection des données modernes pour Kubernetes. Lorsque vous êtes prêt à passer à l’étape suivante, explorez les solutions de sauvegarde et de restauration natives de Veeam, afin de garantir que vos applications conteneurisées sont toujours protégées.