Tout ce que tu as besoin de savoir

La conteneurisation offre aux entreprises la possibilité de virtualiser le système d'exploitation et de déployer des applications au sein d'environnements isolés, appelés conteneurs.

Cette approche représente une méthode moderne pour concevoir des applications.

Analysons la situation où les systèmes traditionnels et leurs architectures ont rencontré des difficultés, menant à des phrases telles que : « Mon code ne marche pas ; je ne sais pas pourquoi ! » ou « Le code fonctionne, mais je ne sais pas comment ! ».

À mesure qu'une application évolue, sa définition s'élargit, passant d'un simple code à un ensemble incluant des binaires, des configurations et un environnement d'exécution.

Prenons l'exemple d'une situation fréquente au début de notre parcours. Un développeur crée du code en Java 8 sur son ordinateur portable, mais ce même code ne fonctionne pas sur un serveur web ou une machine virtuelle. Après plusieurs recherches, il s'avère que la version Java du serveur est JDK 11.

Surprenant, n'est-ce pas ?

Le code demeure inchangé, mais l'environnement d'exécution a une configuration différente. Un détail insignifiant peut causer de nombreux problèmes aux développeurs. Un problème similaire se produit lors du transfert de code de Linux vers Windows.

Les coûts de gestion, l'évolutivité et la rentabilité des systèmes hérités ont favorisé l'adoption du cloud computing, où les charges de travail sont hébergées sur des machines virtuelles fournies par des fournisseurs de cloud. Il s'agit d'une forme de virtualisation.

La virtualisation consiste à exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur un seul serveur ou une machine virtuelle fournie par un fournisseur de cloud ou un centre de données. Elle isole les applications sans nécessiter de matériel physique ni une connaissance approfondie du système.

Cependant, cette architecture a également montré ses limites, ouvrant la voie à la conteneurisation.

La conteneurisation vise à fragmenter les systèmes d'exploitation en unités plus efficaces, chacune avec son propre environnement. C'est un mini-environnement où le code applicatif s'exécute sans dépendre du système d'exploitation ou du matériel sous-jacent.

Examinons de plus près la conteneurisation.

Qu'est-ce que la conteneurisation ?

La conteneurisation est une forme de virtualisation du système d'exploitation qui consiste à regrouper tous les composants d'une application, y compris son environnement d'exécution, dans un espace isolé, ou conteneur, au sein d'une machine virtuelle. Ces conteneurs partagent le même système d'exploitation sous-jacent, mais possèdent leur propre configuration.

Les conteneurs sont légers, portables et faciles à déployer. Lorsqu'un développeur conteneurise une application, le conteneur est isolé du système d'exploitation hôte et a un accès limité aux ressources système, agissant comme une machine virtuelle allégée. L'application conteneurisée peut fonctionner sur diverses infrastructures, telles que des serveurs physiques, le cloud ou des machines virtuelles, sans nécessiter de réécriture.

Comment fonctionne la technologie de conteneurisation ?

La conteneurisation consiste à regrouper tous les éléments nécessaires au fonctionnement d'une application dans une seule unité virtuelle.

Elle permet aux développeurs d'assembler le code de l'application avec ses fichiers de configuration, ses dépendances et ses bibliothèques. Ce package unique, ou conteneur, est séparé du système d'exploitation hôte. Le conteneur devient ainsi autonome et portable, capable de fonctionner sur n'importe quelle plateforme ou cloud. Imaginez une petite brique Lego sur une grande planche.

Les conteneurs n'utilisent pas directement les ressources matérielles ou le noyau, qui sont virtualisés. Ils ne se préoccupent pas du système d'exploitation exécuté sur les machines virtuelles.

Au lieu de cela, les conteneurs fonctionnent au-dessus d'une plateforme spécialement conçue pour les gérer et masquer les ressources sous-jacentes. Ils sont plus rapides et plus légers que les machines virtuelles ou les serveurs physiques, car ils ne contiennent que les composants et les dépendances essentiels d'une application. Ils permettent également d'exécuter la même application dans différents environnements sans rencontrer de problèmes.

Conteneurisation vs Virtualisation

Les personnes qui débutent dans le cycle de vie des applications peuvent confondre conteneurisation, comme celle proposée par Docker, et la virtualisation de serveur traditionnelle, facilitée par des hyperviseurs comme HyperV et VMware ESXi. Voici les différences clés :

La virtualisation de serveur masque le matériel et exécute un système d'exploitation par-dessus. La conteneurisation, elle, exécute une application sur un système d'exploitation. La virtualisation dépend du système d'exploitation hôte sous-jacent, mais ne s'intéresse pas au matériel, à moins qu'il n'y ait pas assez de ressources. Voici un tableau comparatif :

Couches de la conteneurisation

Infrastructure matérielle : La base de toute application est un ensemble de ressources physiques utilisables. Les conteneurs ont besoin de ces ressources pour fonctionner correctement. Elles peuvent être un ordinateur portable ou un centre de données connecté au cloud.

Système d'exploitation hôte : Après la couche matérielle, vient le système d'exploitation hôte. Il peut s'agir d'une simple installation de Windows ou d'une distribution *nix sur un ordinateur personnel, ou d'un système entièrement géré par un fournisseur de services cloud.

Le moteur de conteneur : C'est ici que les choses deviennent intéressantes. Les moteurs de conteneur, installés au-dessus du système d'exploitation hôte, sont responsables de la virtualisation des ressources nécessaires aux applications conteneurisées.

Cette couche est facile à comprendre lorsqu'on utilise Docker. Elle assure le fonctionnement du conteneur et gère son cycle de vie.

Conteneurs : Les applications conteneurisées contiennent le code, les bibliothèques, les binaires et les paramètres de configuration nécessaires à leur exécution. On les appelle aussi conteneurs Docker. Une application conteneurisée fonctionne comme un processus dans l'"espace utilisateur", distinct du noyau du système d'exploitation.

Les avantages de la conteneurisation

Portabilité : Il est fréquent que des applications fonctionnent dans un environnement (par exemple, en préproduction) mais pas dans un autre, un dilemme en DevOps. Ce problème vient souvent de différences environnementales, comme une dépendance mise à jour. La conteneurisation permet d'exécuter les mêmes images de conteneur, y compris les dépendances, partout.

Rapidité : Les conteneurs démarrent plus vite que les machines virtuelles ou les serveurs physiques. Ils démarrent en quelques secondes, contrairement aux minutes nécessaires aux machines virtuelles.

Efficacité des ressources : Les conteneurs sont plus efficaces car ils n'incluent que les fichiers spécifiques à l'application. Les machines virtuelles sont en gigaoctets, tandis que les conteneurs sont en mégaoctets, permettant une utilisation efficace des ressources serveur.

Simplicité de déploiement-développement : Les conteneurs portables peuvent être déployés n'importe où. Les applications conteneurisées sont rapides, légères et faciles à déployer.

La conteneurisation permet à votre équipe de créer une seule image pour le développement local et la production, réduisant ainsi les problèmes liés à des environnements différents. Les pipelines CI/CD facilitent la construction de conteneurs, ce qui améliore la productivité de l'équipe.

Dépannage : La conteneurisation isole les applications, de sorte que la défaillance d'un conteneur n'affecte pas les autres. Les équipes de développement peuvent identifier et réparer un conteneur défectueux sans impacter les autres. Le moteur de conteneur peut utiliser le contrôle d'accès SELinux pour isoler les problèmes.

Sécurité : La conteneurisation protège contre les logiciels malveillants qui pourraient nuire à d'autres applications ou au système hôte. Des autorisations de sécurité spécifiques peuvent empêcher des éléments indésirables d'entrer dans d'autres conteneurs ou de limiter les communications.

Gérabilité : L'orchestration des conteneurs automatise les charges de travail et simplifie les tâches administratives, comme la publication de nouvelles versions d'applications, la mise à l'échelle, la surveillance, la journalisation et le débogage.

Continuité : La défaillance d'un conteneur n'affecte pas les autres. Les développeurs peuvent réparer un conteneur sans impacter le reste. La conteneurisation assure la continuité des opérations.

Conclusion

La conteneurisation, un concept récent, devrait gagner en efficacité avec le temps. Ses partisans estiment qu'elle aide les développeurs à créer et à déployer des logiciels plus rapidement et en toute sécurité.

À mesure que les écosystèmes de conteneurisation mûrissent et se développent, une baisse des prix est attendue. Bien que les problèmes de fonctionnement soient résolus, la maintenance de nombreux environnements distincts reste un défi. L'étape suivante après la conteneurisation est l'orchestration.

Les applications modernes évoluent sans cesse. Kubernetes représente la prochaine grande étape dans le domaine de la conteneurisation et des microservices. Il facilite la mise à l'échelle et la gestion des installations de conteneurs, gérant des déploiements plus importants que Docker ou LXC. Kubernetes est un outil essentiel pour la gestion des conteneurs.

La conteneurisation ayant atteint sa pleine maturité, la recommandation actuelle est d'adopter Kubernetes.