Souvent appelé k8s, Kubernetes est un outil incontournable pour gérer les containers dans un projet d’élaboration d’une application informatique. Pourquoi est-il si performant et qu’est-ce qui conduit les experts DevOps à l’utiliser ?
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Kubernetes : le point
Kubernetes est une plateforme open source qui permet d’organiser la gestion de containers. L’outil, créé par Google, s’attache à orchestrer les containers informatiques. Kubernetes permet de travailler sur les composants techniques de lancement des applications en intervenant sur les containers, qui offrent de déployer rapidement une application, quel que soit l’environnement informatique de travail.
La technique des containers en informatique a révolutionné le secteur en termes de développement, de déploiement et de maintenance des logiciels. Plus flexibles et légers d’utilisation, ils permettent de créer de nouvelles architectures. On constitue aujourd’hui des applications dans des containers séparés puis on déploie ces containers sur un cluster virtuel ou physique. Dans ce contexte de travail, le besoin d’un outil de gestion et l’orchestration de ces containers s’est fait ressentir. La nécessité de regrouper en un outil l’automatisation du déploiement, du management, du networking ou même du scaling a conduit à la création de Kubernetes.
En 2015, Google lance donc un projet Open Source en vue d’automatiser la gestion des applications basées sur la méthode des multi-containers. Le système coordonne les applications de ce type sur un cluster. La plateforme Kubernetes permet de gérer le cycle de vie complet des applications via des fonctionnalités hautement techniques, comme la prédictibilité ou la scalabilité.
Très polyvalent, Kubernetes fonctionne avec tous les outils de containers, bien qu’il soit principalement utilisé avec Docker.
Outil Kubernetes : principes de fonctionnement
Les architectures IT de Kubernetes sont basées sur des concepts spécifiques à l’outil. La plateforme se fonde sur une abstraction principale : le cluster. Il s’agit d’un groupe de machines qui exécutent l’outil Kubernetes en vue de gérer les containers. Chaque cluster de Kubernetes a un master (un système de commande et de contrôle des autres machines qui constituent ledit cluster). Un cluster Kubernetes paramétré en « hautement disponible » réplique les fonctionnalités du master sur toutes les machines à sa charge. Mais un seul master exécute les contrôles de management et les scalings.
Pour aller plus loin, chaque cluster de Kubernetes comprend des nœuds. Ces noeuds sont des machines virtuelles ou physiques qui sont chargées d’exécuter des pods (les objets de base qui sont créés ou gérés par l’outil). Ces pods sont une représentation d’une instance unique de l’application ou un processus en cours d’exécution dans l’outil Kubernetes. Chaque pods est donc constitué d’un ou de plusieurs containers, qui sont tous lancés ou répliqués de manière groupée dans le pod. L’utilisateur de Kubernetes bénéficie donc d’un grand confort de travail : il se concentre sur l’application des pods et non sur les containers dans leur unicité.
L’autre abstraction qui caractérise Kubernetes, c’est le controller, qui permet de gérer la manière dont les pods sont déployés, créés ou même supprimés. En fonction de l’application container à gérer, plusieurs pods sont disponibles. L’outil est aussi basé sur une abstraction dite « le service », qui assure la permanence des applications, même en cas de destruction des pods. L’outil service va décrire la manière dont on peut accéder à un pod via le réseau.
Les autres composantes de Kubernetes font de cet outil une plateforme essentielle en orchestration de containers. Par exemple, le scheduler répartit entre les noeuds les workloads et assure donc l’équilibre entre les ressources de l’application. Ce faisant, le sheduler est une composante qui garantit que le déploiement est efficace. L’utilisateur de Kubernetes peut également utiliser l’outil controller manager, qui assure l’état général du système.
Pourquoi et comment utiliser l’outil Kubernetes en pratique ?
Kubernetes est plébiscité par les professionnels qui ont besoin d’une plateforme de containers, d’une plateforme de micro-services ou d’une plateforme Cloud portable.
Dans le milieu de l’ingénierie informatique professionnelle, Kubernetes permet aux entreprises de définir clairement la manière dont les applications doivent fonctionner. Ils sont donc libérés des détails quant à l’implémentation de ces outils. L’outil Kubernetes offre de considérablement simplifier les tâches de développement et d’automatiser des processus chronophages. En augmentant le travail sur le court terme, Kubernetes permet de réduire les effets sur le long terme : l’utilisateur indique à la plateforme comment composer une application en sélectionnant et en modulant un ensemble de containers. Puis l’outil prend seul en charge son déploiement et la synchronisation des éléments entre eux.
Les experts de la Data Science ont également recours à Kubernetes lorsqu’ils sont confrontés aux problématiques typiques de l’ingénierie logicielle. Par exemple, c’est le cas lorsqu’ils doivent surveiller des métriques en cours de production et ont besoin d’un outil flexible. D’ailleurs, les pipelines du Machine Learning sont identiques à celles de développement en intégration contenue.
Google a aussi proposé un outil qui simplifie le déploiement de workflow en Machine Learning sur Kubernetes : Kuberflow. Il rend également ces processus portables et extensibles, ce qui est capital pour le travail des Data Scientists.
Comment maîtriser Kubernetes ?
En ligne, Kubernetes propose de nombreux tutoriels écrits ou au format vidéo. Par exemple, on trouve une session de formation aux élémentaires Kubernetes en anglais qui permet de commencer à maîtriser l’outil. Toujours sur le net et en autonomie, Kubernetes offre de prendre en main les premières configurations et de tester une application sans état 01: exposition d’une adresse IO et déploiement d’une application d’exemple.
On peut aussi se former au développement d’application avec états grâce à des exemples sur WordPress ou MySQL. Toujours en ligne, le support Kubernetes permet de déployer et d’exécuter en pratique deux exemples d’application avec états.
Naturellement, il est vivement conseillé d’apprendre à maîtriser Kubernetes à l’occasion d’une formation universitaire et pratique spécialisée en ingénierie informatique. L’outil doit être abordé à l’occasion de séminaires professionnels en classe et aux côtés d’un expert du secteur. Il faut aussi apprendre à gérer Kubernetes en pratique et en environnement professionnel. C’est pour cette raison qu’il est conseillé de choisir une formation en alternance.
L’ESGI propose à ses étudiants des formations de cinq ans en ingénierie informatique selon la modalité de l’alternance qui permet de rapidement maîtriser tous les outils du développement informatique.
Kubernetes est un outil très performant, permettant de gérer de manière simplifiée les containers d’une application.
