Conteneurs en nuage

RÉSUMÉ

Les conteneurs cloud regroupent les applications et leurs dépendances en unités portables et autonomes qui fonctionnent de manière cohérente dans n'importe quel environnement. En isolant les applications de l'infrastructure sous-jacente, ils résolvent les problèmes de compatibilité et rationalisent le développement et le déploiement. Il existe deux types de conteneurs : les conteneurs d'applications pour les microservices et les conteneurs de systèmes pour les charges de travail traditionnelles, chacun répondant à des besoins distincts. Leur conception légère et évolutive leur permet d'être plus rapides et plus efficaces que les machines virtuelles (VM) traditionnelles. Avec le soutien d'outils d'orchestration tels que Kubernetes, les conteneurs sont devenus une base pour le développement moderne et cloud-native.

Que sont les conteneurs dans l'informatique dématérialisée ?

Dans le domaine de l'informatique en nuage, un conteneur est un paquet portable qui regroupe une application et ses dépendances (code, moteur d'exécution, bibliothèques, paramètres), lui permettant de fonctionner dans différents environnements. Les applications sont ainsi isolées de leur environnement, ce qui garantit un fonctionnement cohérent dans tout déploiement, qu'il s'agisse d'une machine locale ou d'un système d'exploitation. nuages publics. En regroupant les dépendances, les conteneurs résolvent le problème du “ça marche sur ma machine”, rationalisant ainsi le développement et le déploiement.

Poursuivez la lecture de cette ressource pour apprendre les bases des conteneurs cloud, y compris leurs types, leurs fonctions techniques et les cas d'utilisation courants. Vous découvrirez également leurs avantages, leurs différences avec les machines virtuelles et les outils disponibles pour la gestion et l'orchestration des conteneurs.

• Types de conteneurs en nuage
• Comment fonctionnent les conteneurs en nuage ?
• À quoi servent les conteneurs ?
• Quels sont les avantages des conteneurs en nuage ?
• Conteneurs et machines virtuelles
• Outils de gestion des conteneurs
• Principaux enseignements et ressources connexes
• FAQ
  

Types de conteneurs en nuage

Tous les conteneurs utilisent la virtualisation au niveau du système d'exploitation, mais ils se divisent principalement en deux types : les conteneurs d'applications et les conteneurs de systèmes. Chacun d'entre eux ayant une fonction distincte, il est essentiel de comprendre leurs différences pour choisir le bon outil.

Conteneurs d'application

Les conteneurs d'application, popularisés par Docker, sont le type de conteneur le plus courant. Leur objectif principal est d'empaqueter et d'exécuter une application ou un processus unique. Légers, sans état et immuables, ils regroupent le code d'une application et toutes ses dépendances en un seul paquet exécutable. Cette fonctionnalité garantit des performances constantes dans tous les environnements. Ils permettent également un déploiement indépendant et l'échelonnement des services, ce qui les rend idéales pour les architectures microservices.

Caractéristiques principales

• Concentration sur un seul processus : Exécute une application ou un service.
• Léger et rapide : Démarre rapidement sans démarrer un système d'exploitation complet.
• Immuable : Inchangé après la création ; les mises à jour impliquent le remplacement du conteneur.
• Sans état : Les données sont gérées en externe (par exemple, volumes, bases de données).
• Technologies populaires : Docker, containerd, CRI-O.

Conteneurs de système

Les conteneurs système émulent une VM complète avec l'efficacité d'un conteneur. Contrairement aux conteneurs d'applications, ils exécutent un système d'exploitation complet avec de multiples services et processus, y compris un système d'initialisation comme systemd. Ils conviennent donc aux applications héritées ou monolithiques qui s'attendent à un environnement de système d'exploitation traditionnel, ce qui permet de passer à une infrastructure conteneurisée sans refonte majeure. Bien qu'ils soient plus lourds que les conteneurs d'applications, ils sont plus efficaces en termes de ressources que les VM car ils partagent le noyau du système d'exploitation hôte.

Caractéristiques principales

• Environnement multiprocessus : Exécute un processus de démarrage complet et plusieurs services.
• Se comporte comme un VM : Offre un environnement persistant et mutable pour les installations et les configurations.
• Soutien aux applications patrimoniales : Idéal pour les applications monolithiques nécessitant un système d'exploitation traditionnel.
• État : Peut gérer l'état interne, comme un serveur standard.
• Technologies populaires : LXD (Linux Container Daemon), OpenVZ.

Le choix entre les conteneurs d'applications et les conteneurs de systèmes dépend de la nature de l'application. charge de travail. Les conteneurs d'application sont la norme pour les applications modernes basées sur les microservices. En revanche, les conteneurs de systèmes offrent une passerelle pour la migration des systèmes monolithiques existants vers une infrastructure conteneurisée.

Comment fonctionnent les conteneurs en nuage ?

Les conteneurs cloud utilisent la virtualisation au niveau du système d'exploitation. Contrairement aux machines virtuelles traditionnelles qui nécessitent un système d'exploitation invité complet pour chaque instance, les conteneurs partagent le noyau du système d'exploitation hôte, ce qui les rend légers, rapides et efficaces. Pour ce faire, deux fonctionnalités clés du noyau Linux sont utilisées : les espaces de noms et les groupes de contrôle (cgroups).

Composants essentiels de la conteneurisation

Espaces de noms : Les espaces de noms partitionnent les ressources du noyau, créant ainsi des espaces de travail isolés pour les conteneurs. Chaque conteneur possède sa propre pile réseau, son espace d'identification de processus, ses points de montage et son espace d'identification d'utilisateur. De l'intérieur, il apparaît comme un système d'exploitation autonome, bien qu'il partage le noyau hôte avec d'autres conteneurs. Cette isolation garantit que les conteneurs n'interfèrent pas les uns avec les autres.

Groupes de contrôle (cgroups) : Les cgroups gèrent et limitent l'utilisation des ressources des conteneurs, telles que l'unité centrale, la mémoire et la bande passante. Ils empêchent un conteneur unique de surcharger le système hôte, ce qui garantit des performances stables et prévisibles pour tous les conteneurs.

Flux de travail des conteneurs

La création et le fonctionnement des conteneurs reposent sur deux éléments principaux : les images et les moteurs d'exécution.

Images des conteneurs : Ces fichiers immuables servent de modèles contenant le code, les bibliothèques, les dépendances et les configurations nécessaires à l'exécution de l'application. Construites par couches (par exemple, en commençant par une distribution Linux minimale), les images sont faciles à mettre à jour et à partager.

Durée d'exécution du conteneur : Le moteur d'exécution extrait des images de conteneurs et les exécute sur le système hôte. Il décompresse l'image et utilise les espaces de noms et les groupes de noms pour créer des processus isolés. Le moteur d'exécution gère le cycle de vie complet du conteneur, de la création à la fin.

Lorsque vous exécutez une commande telle que docker run, Le système d'exécution récupère l'image (si nécessaire), crée le conteneur, alloue les ressources et l'isole. L'application s'exécute alors dans un environnement de type bac à sable en tant que processus sur le système d'exploitation hôte.

À quoi servent les conteneurs ?

Les conteneurs sont essentiels pour développement de logiciels modernes en raison de leur flexibilité, de leur portabilité et de leur efficacité. Voici les cas d'utilisation les plus courants :

Cas d'utilisation des conteneurs

• Architectures microservices : Les conteneurs sont idéaux pour diviser les applications en petits services indépendants. Chaque service fonctionne dans son propre conteneur, ce qui simplifie les mises à jour, améliore l'isolation des pannes et permet aux équipes d'utiliser différentes piles technologiques.
• Modernisation et migration des applications : Les conteneurs simplifient le transfert d'applications existantes vers une infrastructure moderne, en éliminant la nécessité de modifier le code de manière importante et en permettant une transition progressive d'une architecture monolithique vers une architecture basée sur des microservices.
• Des environnements de développement et de test cohérents : En regroupant les applications et toutes leurs dépendances dans une seule image, les conteneurs garantissent des environnements identiques dans les phases de développement, de test et de production, ce qui réduit les bogues et les échecs de déploiement.
• Mise en œuvre de CI/CD et DevOps : Les conteneurs s'intègrent parfaitement aux Pipelines CI/CD, ce qui permet d'automatiser la construction, les tests et les déploiements. Cela permet d'accélérer les cycles de livraison et d'améliorer la fiabilité.
• Stratégies hybrides et multiclouds : Les conteneurs peuvent fonctionner sur n'importe quelle infrastructure, prenant en charge les déploiements hybrides et multicloud qui réduisent le verrouillage des fournisseurs et permettent une migration facile de la charge de travail.
• Évolutivité et déploiements à haute densité : La légèreté des conteneurs permet des déploiements à haute densité pour une meilleure utilisation des ressources. Associés à des outils d'orchestration tels que Kubernetes, les conteneurs peuvent évoluer automatiquement pour gérer les pics de demande, ce qui favorise la rentabilité, applications à haute disponibilité.

Quels sont les avantages des conteneurs en nuage ?

Les conteneurs cloud changent la façon dont les applications sont construites, déployées et gérées. En séparant les applications de l'infrastructure sous-jacente, ils offrent flexibilité et efficacité, répondant aux défis de développement les plus courants pour une livraison plus rapide, des systèmes plus fiables et une meilleure utilisation des ressources.

• Une portabilité et une flexibilité inégalées : Les conteneurs regroupent les applications et les dépendances en unités autonomes qui s'exécutent de manière cohérente dans n'importe quel environnement, qu'il s'agisse de dans le nuage ou sur place. Cela simplifie la migration et évite l'enfermement dans un fournisseur.
• Amélioration de l'évolutivité et des performances : Les conteneurs étant légers et partageant le système d'exploitation hôte, ils peuvent démarrer en quelques secondes seulement. Cette vitesse permet une mise à l'échelle rapide et automatisée avec des outils comme Kubernetes, ce qui aide à gérer les augmentations soudaines du trafic et à maintenir la disponibilité des applications.
• Une plus grande efficacité des ressources et des économies de coûts : Les conteneurs permettent d'exécuter plus d'applications sur moins de matériel en partageant le système d'exploitation hôte, ce qui se traduit par une densité plus élevée qu'avec les machines virtuelles. Cela permet de réduire les coûts d'infrastructure et les factures liées à l'informatique dématérialisée.
• Cycles de déploiement et de développement plus rapides : Les conteneurs permettent de maintenir des environnements cohérents, éliminant ainsi le problème du “ça marche sur ma machine”. Cela permet de rationaliser les pipelines CI/CD pour des déploiements plus fréquents et plus prévisibles, ce qui stimule la productivité des développeurs.
• Amélioration de la cohérence et de la fiabilité : L'immuabilité empêche la dérive de la configuration, ce qui garantit des systèmes stables et prévisibles. La mise à jour consiste à remplacer les conteneurs par de nouvelles images, ce qui simplifie les retours en arrière et le dépannage.

Conteneurs et machines virtuelles

Si les conteneurs et les machines virtuelles permettent tous deux d'exécuter des applications dans des environnements isolés, ils le font de manière très différente. Les machines virtuelles émulent des systèmes d'exploitation entiers, ce qui permet une forte isolation mais nécessite plus de ressources, tandis que les conteneurs partagent le noyau du système d'exploitation hôte, ce qui les rend légers, plus rapides à démarrer et plus faciles à faire évoluer. Voici comment les deux se comparent :

Dans la pratique, de nombreuses organisations utilisent à la fois des conteneurs et des machines virtuelles en fonction de leurs besoins en matière de charge de travail. Les conteneurs sont idéaux pour la vitesse et l'évolutivité, tandis que les machines virtuelles restent un choix judicieux pour l'exécution d'applications héritées ou de charges de travail exigeant une plus grande isolation. Lorsqu'ils sont combinés, ils contribuent à une stratégie d'infrastructure flexible et efficace.

Outils de gestion des conteneurs

Au fur et à mesure que les entreprises développent leur utilisation des conteneurs, leur gestion manuelle devient impraticable. Les outils de gestion des conteneurs permettent d'automatiser le déploiement, l'orchestration, la mise à l'échelle et la surveillance, garantissant ainsi la fiabilité et l'efficacité des applications dans des environnements complexes. Ces plateformes ajoutent également des fonctions de sécurité, de mise en réseau et d'intégration avec des services en nuage.

• Docker : Une plateforme largement utilisée qui simplifie la création, l'empaquetage et l'exécution des conteneurs dans tous les environnements.
• Kubernetes : Un système d'orchestration open-source qui automatise le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées.
• Red Hat OpenShift : Une plateforme basée sur Kubernetes qui ajoute des fonctionnalités conviviales pour les développeurs, une sécurité de niveau entreprise et une prise en charge multicloud.
• Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) : Un service Kubernetes géré par AWS qui réduit les frais généraux liés à l'exécution des clusters Kubernetes.
• Google Kubernetes Engine (GKE) : L'offre Kubernetes gérée de Google, conçue pour l'évolutivité et l'intégration avec les services Google Cloud.
• Azure Kubernetes Service (AKS) : La plateforme Kubernetes gérée par Microsoft, qui offre une intégration profonde avec les services Azure.

Le choix du bon outil de gestion des conteneurs dépend souvent de votre infrastructure existante, de votre niveau d'expertise et de votre préférence pour un service entièrement géré ou pour un contrôle accru des configurations.

Principaux enseignements et ressources complémentaires

Les conteneurs cloud sont devenus essentiels au développement d'applications modernes car ils apportent cohérence, portabilité et efficacité à chaque étape du cycle de vie du logiciel. En isolant les applications de leur environnement, ils résolvent les problèmes de déploiement tout en favorisant l'évolutivité, l'automatisation et l'innovation. Qu'ils soient utilisés pour les microservices, la modernisation des applications ou les stratégies de cloud hybride, les conteneurs continuent d'aider les organisations à créer et à fournir des logiciels à grande échelle.

Voici les principaux enseignements tirés de cette ressource :

Principaux enseignements

1. Les conteneurs empaquettent les applications avec toutes les dépendances, et garantissent un fonctionnement cohérent dans tous les environnements.
2. Il en existe deux types, Les conteneurs d'applications sont utilisés pour les microservices et les conteneurs de systèmes sont utilisés pour les applications traditionnelles ou monolithiques.
3. Les conteneurs s'appuient sur les fonctionnalités de Linux, tels que les espaces de noms et les cgroups, pour l'isolation et la gestion des ressources.
4. Les images et les moteurs d'exécution constituent la base des flux de travail des conteneurs, qui permet la création, la mise à l'échelle et la mise à jour d'applications.
5. Par rapport aux machines virtuelles, les conteneurs sont plus légers, démarrent plus rapidement et sont plus efficaces., ce qui les rend idéales pour les cas d'utilisation "cloud-native".
6. Outils de gestion des conteneurs tels que Docker, Kubernetes et OpenShift rationaliser l'orchestration, la mise à l'échelle et la surveillance.
7. L'adoption des conteneurs favorise les pratiques DevOps, La solution de gestion de l'information de l'entreprise permet d'accélérer les pipelines CI/CD et de réduire les coûts d'infrastructure.

Pour en savoir plus sur les conteneurs, vous pouvez visiter notre site web. pôle de concepts et consulter les ressources énumérées ci-dessous :

Ressources complémentaires

• Sécurité des conteneurs - Concepts
• Orchestration de conteneurs - Concepts
• Pod ou conteneur : Quelles sont les principales différences ? - Blog
• Cloud-Native vs. Cloud-Agnostic : Quelle est l'approche la plus adaptée ? - Blog

FAQ

Quelle est la différence entre les conteneurs en nuage et Kubernetes ? Les conteneurs cloud sont des paquets légers qui regroupent une application et ses dépendances, tandis que Kubernetes est une plateforme d'orchestration qui automatise le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des conteneurs.

Les conteneurs peuvent-ils être utilisés dans des environnements hybrides ou multicloud ? Oui, les conteneurs sont hautement portables et peuvent fonctionner dans des environnements sur site, hybrides et multiclouds sans nécessiter de modifications de l'application.

Quels sont les défis liés à la gestion des conteneurs à grande échelle ? À l'échelle, les défis comprennent l'orchestration de milliers de conteneurs, la garantie de la sécurité, la gestion du réseau et le maintien de la visibilité sur les performances et l'utilisation des ressources.

Comment les conteneurs en nuage soutiennent-ils les pratiques DevOps ? Les conteneurs fournissent des environnements cohérents, permettent des déploiements rapides et s'intègrent de manière transparente aux pipelines CI/CD, ce qui les rend idéaux pour soutenir les flux de travail DevOps.

Les conteneurs en nuage sont-ils sûrs pour les charges de travail sensibles ? Les conteneurs peuvent être sécurisés lorsqu'ils sont associés à des bonnes pratiques telles que l'analyse d'images, les contrôles d'accès et la surveillance de l'exécution, bien qu'ils reposent sur le système d'exploitation hôte partagé, ce qui nécessite un renforcement supplémentaire.

Quelle est la différence entre la conteneurisation et l'informatique sans serveur ? La conteneurisation permet de regrouper les applications et les dépendances dans des unités portables, tandis que la conteneurisation permet de regrouper les applications et les dépendances dans des unités portables. informatique sans serveur fait abstraction totale de l'infrastructure, ce qui permet aux développeurs d'exécuter des fonctions à la demande sans avoir à gérer de serveurs.