Conteneurs Cloud

RÉSUMÉ

Les conteneurs cloud regroupent les applications et leurs dépendances dans des unités portables et autonomes qui s'exécutent 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. Les conteneurs se déclinent en deux types principaux : les conteneurs d'application pour les microservices et les conteneurs système pour les charges de travail héritées, chacun répondant à des besoins distincts. Leur conception légère et évolutive leur permet d'être plus rapides et plus efficaces que les machines virtuelles (MV) traditionnelles. Avec le soutien d'outils d'orchestration tels que Kubernetes, les conteneurs sont devenus la base du développement moderne natif du cloud.

Qu'est-ce que les conteneurs dans le cloud computing ?

Dans le cloud computing, un conteneur est un package portable qui regroupe une application avec ses dépendances (code, environnement d'exécution, bibliothèques, paramètres), lui permettant de s'exécuter dans différents environnements. Cela isole les applications de leur environnement, garantissant un fonctionnement cohérent lors de tout déploiement, des machines locales jusqu'aux clouds publics. En regroupant les dépendances, les conteneurs résolvent le problème du “ ça fonctionne sur ma machine ”, simplifiant ainsi le développement et le déploiement.

Continuez à lire cette ressource pour apprendre les bases des conteneurs cloud, y compris leurs types, leurs fonctions techniques et leurs cas d'utilisation courants. Vous découvrirez également leurs avantages, en quoi ils diffèrent des machines virtuelles, ainsi que les outils disponibles pour la gestion et l'orchestration des conteneurs.

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

Types de conteneurs cloud

Tous les conteneurs utilisent la virtualisation au niveau du système d'exploitation, mais ils se divisent principalement en deux types : les conteneurs d'application et les conteneurs système. Chacun répond à un objectif précis, ce qui rend la compréhension de leurs différences essentielle pour choisir le bon outil.

Conteneurs d'applications

Les conteneurs d'applications, popularisés par Docker, sont le type de conteneur le plus courant. Leur objectif principal est de regrouper et d'exécuter une seule application ou un seul processus. Ils sont légers, sans état et immuables, regroupant le code d'une application et toutes ses dépendances dans un seul package exécutable. Cette fonctionnalité garantit des performances cohérentes d'un environnement à l'autre. Ils permettent également un déploiement indépendant et mise à l'échelle des services, ce qui les rend idéales pour les architectures de microservices.

Caractéristiques clés

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

Conteneurs système

Les conteneurs système émulent une machine virtuelle complète avec l'efficacité d'un conteneur. Contrairement aux conteneurs d'application, ils exécutent un système d'exploitation complet doté de plusieurs services et processus, incluant un système d'initialisation tel que systemd. Cela les rend adaptés aux applications héritées ou monolithiques qui nécessitent un environnement de système d'exploitation traditionnel, permettant ainsi une transition (“ lift and shift ”) vers une infrastructure conteneurisée sans refonte majeure. Bien qu'plus lourds que les conteneurs d'application, ils sont plus économes en ressources que les machines virtuelles car ils partagent le noyau du système d'exploitation hôte.

Caractéristiques clés

• Environnement multi-processus : Exécute un processus de démarrage complet et de multiples services.
• Se comporte comme une machine virtuelle : Offre un environnement persistant et modifiable pour les installations et les configurations.
• Support des applications héritées Idéal pour les applications monolithiques nécessitant un système d'exploitation traditionnel.
• Avec état Peut gérer un état interne, de manière similaire à un serveur standard.
• Technologies populaires : LXD (Linux Container Daemon), OpenVZ.

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

Comment fonctionnent les conteneurs cloud ?

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 de l'OS hôte, ce qui les rend légers, rapides et efficaces. Cela est rendu possible grâce à deux fonctionnalités clés du noyau Linux : les espaces de noms (namespaces) et les groupes de contrôle (cgroups).

Composants clés de la conteneurisation

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

Groupes de contrôle (cgroups) : Les cgroups gèrent et limitent l'utilisation des ressources des conteneurs, telles que le processeur, la mémoire et la bande passante. Ils empêchent un seul conteneur de surcharger le système hôte, garantissant ainsi des performances stables et prévisibles pour tous les conteneurs.

Flux de travail de conteneur

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

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

Environnement d'exécution de conteneur Le moteur d'exécution extrait les images de conteneurs et les exécute sur le système hôte. Il décompresse l'image et utilise les espaces de noms (namespaces) et les groupes de contrôle (cgroups) pour créer des processus isolés. Le moteur d'exécution gère tout le cycle de vie du conteneur, de la création à la suppression.

Quand vous exécutez une commande comme docker run, le runtime récupère l'image (si nécessaire), crée le conteneur, alloue les ressources et l'isole. L'application s'exécute ensuite dans un environnement isolé en tant que processus sur le système d'exploitation hôte.

À quoi servent les conteneurs ?

Les conteneurs sont essentiels pour développement logiciel moderne 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 de microservices : Les conteneurs sont idéaux pour diviser les applications en services petits et indépendants. Chaque service s'exécute dans son propre conteneur, ce qui simplifie les mises à jour, améliore l'isolement des pannes et permet aux équipes d'utiliser différentes piles technologiques.
• Modernisation et migration d'applications : Les conteneurs simplifient le “ lift and shift ” des applications existantes vers une infrastructure moderne, éliminant le besoin de modifications majeures du code et permettant une transition graduelle d'une architecture monolithique vers une architecture à base de microservices.
• Environnements de développement et de test cohérents : En empaquetant les applications avec toutes leurs dépendances dans une seule image, les conteneurs garantissent des environnements identiques entre le développement, les tests et la production, ce qui réduit les bugs et les échecs de déploiement.
• Mise en place de CI/CD et DevOps : Les conteneurs s'intègrent parfaitement avec Pipelines CI/CD, ce qui permet des compilations, des tests et des déploiements automatisés. Cela accélère les cycles de livraison et améliore la fiabilité.
• Stratégies hybrides et multicloud : Les conteneurs peuvent s'exécuter sur n'importe quelle infrastructure, prenant en charge les déploiements hybrides et multicloud qui réduisent la dépendance vis-à-vis d'un fournisseur et permettent une migration facile des charges 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 comme Kubernetes, les conteneurs peuvent évoluer automatiquement pour gérer les pics de demande, favorisant ainsi une gestion rentable et, applications à haute disponibilité.

Quels sont les avantages des conteneurs cloud ?

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

• Portabilité et flexibilité inégalées : Les conteneurs regroupent les applications et leurs dépendances dans des unités autonomes qui s'exécutent de manière cohérente dans n'importe quel environnement, qu'il s'agisse dans le cloud ou sur site. Cela simplifie la migration et évite l'enfermement propriétaire.
• Évolutivité et performances accrues : Parce que les conteneurs sont légers et partagent le système d'exploitation de l'hôte, ils peuvent démarrer en quelques secondes seulement. Cette rapidité permet une mise à l'échelle rapide et automatisée avec des outils comme Kubernetes, ce qui aide à gérer les augmentations soudaines de trafic et à maintenir la disponibilité des applications.
• Efficacité accrue des ressources et économies de coûts : Les conteneurs permettent d'exécuter un plus grand nombre d'applications sur un matériel réduit en partageant le système d'exploitation hôte, ce qui conduit à une densité plus élevée qu'avec les machines virtuelles. Cela réduit les coûts d'infrastructure et diminue les factures de cloud.
• Des cycles de déploiement et de développement plus rapides : Les conteneurs aident à maintenir des environnements cohérents, éliminant ainsi le problème du “ ça fonctionne sur ma machine ”. Cela rationalise les pipelines CI/CD pour des déploiements plus fréquents et prévisibles, ce qui stimule la productivité des développeurs.
• Cohérence et fiabilité améliorées : L'immutabilité empêche la dérive de configuration, garantissant 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 vs machines virtuelles

Alors que les conteneurs et les machines virtuelles permettent tous deux d'exécuter des applications dans des environnements isolés, ils le font de manières très différentes. Les machines virtuelles émulent des systèmes d'exploitation entiers, offrant une forte isolation mais nécessitant davantage de ressources, tandis que les conteneurs partagent le noyau de l'OS hôte, ce qui les rend légers, plus rapides à démarrer et plus faciles à mettre à l'échelle. Voici comment les deux se comparent :

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En pratique, de nombreuses organisations utilisent à la fois des conteneurs et des machines virtuelles en fonction des besoins de leurs charges de travail. Les conteneurs sont idéaux pour la rapidité et l'évolutivité, tandis que les machines virtuelles restent un choix judicieux pour exécuter des applications existantes ou des charges de travail exigeant une isolation plus forte. Combinées, elles contribuent à une stratégie d'infrastructure flexible et efficace.

Outils de gestion de conteneurs

À mesure que les organisations étendent leur utilisation des conteneurs, leur gestion manuelle devient impracticable. Les outils de gestion des conteneurs permettent d'automatiser le déploiement, l'orchestration, la mise à l'échelle et la surveillance, garantissant ainsi que les applications restent fiables et efficaces dans des environnements complexes. Ces plateformes ajoutent également des fonctionnalités de sécurité, de mise en réseau et d'intégration avec les services cloud.

• Docker : Une plateforme largement utilisée qui simplifie la création, l'empaquetage et l'exécution de 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 un support multicloud.
• Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) : Un service Kubernetes géré d'AWS qui réduit la complexité de l'exécution de 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 managée de Microsoft, offrant une intégration poussée avec les services Azure.

Le choix de l'outil de gestion de conteneurs approprié dépend souvent de votre infrastructure existante, de votre niveau d'expertise et de votre préférence pour un service entièrement géré ou pour un plus grand contrôle sur les configurations.

Principaux enseignements et ressources complémentaires

Les conteneurs cloud sont devenus fondamentaux pour le 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 d'applications ou les stratégies de cloud hybride, les conteneurs continuent d'aider les organisations à concevoir et à livrer des logiciels à grande échelle.

Voici les points les plus importants de cette ressource :

Points clés à retenir

1. Les conteneurs empaquettent les applications avec toutes leurs dépendances, garantissant un fonctionnement cohérent d'un environnement à l'autre.
2. Ils existent en deux types, les conteneurs d'application étant utilisés pour les microservices et les conteneurs système pour les applications héritées ou monolithiques.
3. Les conteneurs reposent sur des fonctionnalités Linux, tels que les espaces de noms (namespaces) et les cgroups, pour l'isolement et la gestion des ressources.
4. Les images et les environnements d'exécution constituent la base des flux de travail de conteneurs., alimentant la création, la mise à l'échelle et les mises 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 idéaux pour les cas d'usage natifs du cloud.
6. Outils de gestion de 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, accélère les pipelines CI/CD et réduit les coûts d'infrastructure.

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

Ressources complémentaires

• Sécurité des conteneurs – Concepts
• Orchestration de conteneurs – Concepts
• Pod vs. Conteneur : Quelles sont les principales différences ? – Blog
• Natif du Cloud ou Indépendant du Cloud : quelle approche est la mieux adaptée ? – Blog

FAQ

Quelle est la différence entre les conteneurs cloud 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 s'exécuter dans des environnements sur site, hybrides et multicloud sans nécessiter de modifications de l'application.

Quels sont les défis de la gestion des conteneurs à grande échelle ? À grande échelle, les défis incluent 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 cloud 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 prendre en charge les flux de travail DevOps.

Les conteneurs cloud sont-ils sécurisés pour les charges de travail sensibles ? Les conteneurs peuvent être sécurisés lorsqu'ils sont associés à des bonnes pratiques telles que l'analyse des images, les contrôles d'accès et la surveillance à 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 (serverless) ? La conteneurisation regroupe les applications et leurs dépendances dans des unités portables, tandis que informatique sans serveur élimine complètement la complexité de l'infrastructure, permettant aux développeurs d'exécuter des fonctions à la demande sans avoir à gérer de serveurs.