Comment fonctionne la conteneurisation ?
La conteneurisation permet de virtualiser tous les éléments nécessaires à une application spécifique en une seule unité.
Sous le capot, cela signifie que les conteneurs incluent tous les binaires, les bibliothèques et la configuration dont une application a besoin. Cependant, les conteneurs n'incluent PAS de matériel virtualisé ni de ressources du noyau.
Au lieu de cela, les conteneurs s'exécutent "au-dessus" d'une plateforme d'exécution de conteneurs qui fait abstraction des ressources. Les conteneurs n'incluant que les composants de base et les dépendances d'une application sans ajout supplémentaire, ils sont plus rapides et plus légers que les solutions alternatives telles que les machines virtuelles ou les serveurs métalliques nus. Ils permettent également de s'affranchir des problèmes liés à l'exécution d'une même application dans des environnements différents. Si vous pouvez fournir le moteur de conteneur sous-jacent, vous pouvez exécuter l'application conteneurisée.
Conteneurisation et virtualisation
Il est facile pour les non-initiés de ne pas comprendre la différence entre la conteneurisation (ce que permet un logiciel de conteneurisation comme Docker) et la virtualisation traditionnelle des serveurs (ce que permettent les hyperviseurs comme HyperV et VMware ESXi). En termes simples, la différence se résume à ceci :
La virtualisation des serveurs consiste à faire abstraction du matériel et à exécuter un système d'exploitation. La conteneurisation consiste à abstraire un système d'exploitation et à exécuter une application.
Ils font tous deux abstraction des ressources, la conteneurisation n'est qu'un niveau "supérieur" à la virtualisation des serveurs. En fait, la conteneurisation et la virtualisation des serveurs ne s'excluent pas mutuellement. Vous pouvez exécuter des applications conteneurisées sur un moteur de conteneurs déployé au sein d'une machine virtuelle.
Les couches de la conteneurisation
Pour mieux comprendre le fonctionnement exact de la conteneurisation, examinons de plus près comment toutes les pièces - du matériel à l'application conteneurisée - s'imbriquent les unes dans les autres.
- Infrastructure matérielle : Quelle que soit l'application, tout commence par des ressources physiques de calcul quelque part. Que ces ressources soient votre propre ordinateur portable ou qu'elles soient réparties dans plusieurs centres de données cloud, elles sont indispensables pour que les conteneurs fonctionnent.
- Système d'exploitation hôte : Le système d'exploitation hôte est la couche suivante qui se trouve au-dessus de la couche matérielle. Comme pour la couche matérielle, il peut s'agir d'un simple système d'exploitation Windows ou *nix fonctionnant sur votre propre ordinateur ou d'une abstraction complète par un fournisseur de services cloud.
- Moteur de conteneur : c'est ici que les choses commencent à devenir intéressantes. Les moteurs de conteneurs s'exécutent au-dessus de votre système d'exploitation hôte et virtualisent les ressources pour les applications conteneurisées. L'exemple le plus simple de cette couche est l'exécution de Docker sur votre propre ordinateur.
- Applications conteneurisées : les applications conteneurisées sont des unités de code qui incluent toutes les bibliothèques, les binaires et la configuration dont une application a besoin pour fonctionner. Une application conteneurisée est exécutée en tant que processus isolé dans l'"espace utilisateur" (en dehors du noyau du système d'exploitation).
Les avantages de la conteneurisation
Compte tenu de ce que nous savons, nous pouvons voir que la conteneurisation regroupe uniquement ce dont une application a besoin en une seule unité et permet aux applications de fonctionner partout où le moteur de conteneur existe. En gardant cela à l'esprit, il devient facile de voir les avantages de la conteneurisation :
- Portabilité : L'un des défis traditionnels "dev vs ops" du passé était de savoir pourquoi une application donnée fonctionnait dans un environnement (par ex. staging) et pas une autre (par ex. ). En général, le problème a été mis en relation avec une différence entre les deux environnements. Par exemple, une version différente d'une dépendance spécifique a peut-être été installée. La conteneurisation résout ce problème car les mêmes images de conteneur - qui incluent les dépendances - peuvent être exécutées partout.
- Rapidité : Les conteneurs ont tendance à démarrer en une fraction du temps qu'il faut à une machine virtuelle ou à des serveurs en métal nu. Bien que les temps de démarrage varient en fonction des ressources et de la taille de l'application, les conteneurs démarrent généralement en quelques secondes, tandis que les machines virtuelles peuvent prendre plusieurs minutes.
- Efficacité : Comme les conteneurs ne contiennent que ce dont une application a besoin pour fonctionner, ils sont nettement plus légers que les machines virtuelles. Les conteneurs ont généralement une taille de plusieurs mégaoctets, tandis que les machines virtuelles ont généralement une taille de plusieurs gigaoctets. Par conséquent, les conteneurs permettent aux équipes d'utiliser plus efficacement les ressources du serveur.
- Simplicité de déploiement : Les conteneurs étant portables et légers, ils peuvent être facilement déployés presque partout. Si vous pouvez faire fonctionner le moteur de conteneur sous-jacent, vous pouvez faire fonctionner l'application conteneurisée.
- évolutivité : application conteneurisé démarre rapidement, ne prend pas trop de place et est facile à déployer. Par conséquent, la conteneurisation facilite grandement la mise à l'échelle de votre déploiement. C'est pourquoi les conteneurs sont devenus la pierre angulaire de microservice et de application.
Cas d'utilisation spécifiques de la conteneurisation
Connaître les avantages de la conteneurisation est important, mais comprendre les cas d'utilisation réels vous permet de mettre ces connaissances en pratique. Voici quelques exemples de cas d'utilisation de la conteneurisation :
- microservice: Une architecture microservice est construite autour de l'idée d'un grand nombre de petits services indépendants et faiblement couplés qui travaillent ensemble. Les conteneurs étant un excellent moyen de déployer des unités de code isolées, ils sont devenus la norme de facto pour le déploiement de microservice.
- CI/CD : L'intégration continue/le déploiement continu(CI/CD) consiste à tester et à déployer rapidement des logiciels fiables. En regroupant application en unités de code portables, légères et uniformes, la conteneurisation permet d'améliorer le processus CI/CD, car les conteneurs facilitent l'automatisation, réduisent les problèmes de dépendance et minimisent la consommation de ressources.
- Modernisation des applications patrimoniales : de nombreuses équipes transfèrent les applications monolithiques patrimoniales application vers le cloud. Toutefois, pour ce faire, ils doivent s'assurer que l'application fonctionnera effectivement sur le site cloud. Dans de nombreux cas, il s'agit de tirer parti de la conteneurisation pour s'assurer que l'application peut être déployée n'importe où.
Kubernetes et conteneurs
Kubernetes, également connu sous le nom de K8s, est un outil populaire pour aider à la mise à l'échelle et à la gestion du déploiement des conteneurs. Les logiciels de conteneurisation tels que Docker ou LXC ne disposent pas des fonctionnalités nécessaires pour orchestrer le déploiement de conteneurs plus importants, et K8s comble cette lacune. Bien qu'il existe d'autres outils d'orchestration de conteneurs (comme Apache Mesos et Docker Swarm), K8s est de loin le plus populaire.
Bien entendu, les termes "gestion" et "orchestration" sont vagues. Alors, que peut faire exactement Kubernetes ? Jetons un coup d'œil :
- Déploiements et retours en arrière : K8s vous permet d'automatiser la création et le déploiement de nouveaux conteneurs ou la suppression de conteneurs existants dans un cluster de conteneurs sur la base de règles prédéfinies concernant l'utilisation des ressources.
- Montage de stockage : Avec Kubernetes, vous pouvez monter automatiquement des ressources de stockage pour vos conteneurs.
- Allocation des ressources : Équilibrer la consommation du processeur et de la mémoire vive à grande échelle est une tâche difficile. K8s vous permet de définir les exigences en matière de processeur et de mémoire vive, puis il gère automatiquement le déploiement optimal de vos conteneurs dans les limites de vos ressources (nœuds).
- Auto-réparation : Avec K8s, vous pouvez définir des contrôles de santé et si vos conteneurs ne répondent pas aux exigences, ils seront automatiquement restaurés ou remplacés.
- Gestion de la configuration: K8s permet de gérer en toute sécurité les configurations des conteneurs, y compris les données sensibles telles que les tokens et les clés SSH.
- Équilibrage de la charge : Kubernetes peut automatiquement procéder à l'équilibrage de la charge entre plusieurs conteneurs afin d'obtenir des performances et une utilisation des ressources efficaces.
Vous pensez peut-être que les conteneurs sont "sûrs" parce qu'ils sont isolés. Malheureusement, ce n'est pas si simple. S'il est vrai que les conteneurs sont isolés les uns des autres dans l'espace utilisateur, les erreurs de configuration, la vulnérabilité et les acteurs malveillants constituent autant de menaces. En clair, il est indispensable de sécuriser vos conteneurs.
Il existe de nombreuses considérations spécifiques à la sécurité des conteneurs que vous devez prendre en compte lorsque vous conteneurisez application. Par exemple, la surveillance continue des registres de conteneurs pour détecter de nouvelles vulnérabilités et l'utilisation de pare-feu pour conteneurs sont des aspects importants d'une sécurité globale des conteneurs. En outre, il est indispensable de sécuriser le système d'exploitation hôte sur lequel tourne votre moteur de conteneur.
Bien entendu, la sécurisation de application en mode conteneur signifie que vous devez également prendre au sérieux la sécurité deapplication (appsec). Cela signifie qu'il faut adopter une vision globale de votre environnement, créer des profils de sécurité, identifier les menaces et tirer parti d'outils tels que les solutions IAST (Interactive application Security Testing) et les WAF (Pare-feu pour applications Web), le cas échéant.
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