Les conteneurs sont des unités exécutables de logiciel dans lesquelles le code de l'application est emballé avec ses bibliothèques et ses dépendances, de manière commune afin que le code puisse être exécuté n'importe où, que ce soit sur un ordinateur de bureau, dans un système informatique traditionnel ou dans le cloud.
Les conteneurs tirent parti d'une forme de virtualisation du système d'exploitation (OS) dans laquelle les fonctionnalités du noyau de l'OS (par exemple, les espaces de noms et les cgroups de Linux, les silos et les objets de travail de Windows) peuvent être utilisées pour isoler les processus et contrôler la quantité d'unité centrale, de mémoire et de disque à laquelle ces processus peuvent accéder.
Les conteneurs sont petits, rapides et portables car, contrairement à une Virtual Machine, ils n'ont pas besoin d'inclure un système d'exploitation invité dans chaque instance et peuvent simplement utiliser les fonctionnalités et les ressources du système d'exploitation hôte.
Les conteneurs sont apparus pour la première fois il y a des décennies avec des versions comme FreeBSD Jails et AIX Workload Partitions, mais la plupart des développeurs modernes se souviennent de 2013 comme du début de l'ère des conteneurs modernes avec l'introduction de Docker.
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Pour mieux comprendre ce qu'est un conteneur, il faut savoir en quoi il diffère d'une Virtual Machine (VM) traditionnelle. Dans la virtualisationtraditionnelle, que ce soit sur site ou dans le cloud, un hyperviseur permet de virtualiser le matériel physique. Chaque VM contient alors un système d'exploitation invité et une copie virtuelle du matériel dont le système d'exploitation a besoin pour fonctionner, ainsi qu'une application et ses bibliothèques et dépendances associées.
Au lieu de virtualiser le matériel sous-jacent, les conteneurs virtualisent le système d'exploitation (généralement Linux) de sorte que chaque conteneur individuel ne contienne que l'application, ses bibliothèques et ses dépendances. L'absence du système d'exploitation invité explique pourquoi les conteneurs sont si légers et donc rapides et portables.
Pour un examen plus approfondi de cette comparaison, consultez «Conteneurs vs. VM : quelle est la différence ?»
Le principal avantage des conteneurs, notamment par rapport à une VM, est qu’ils offrent un niveau d’abstraction qui les rend légers et portables. Leurs principaux avantages sont les suivants :
Léger : les conteneurs partagent le noyau du système d'exploitation de la machine, ce qui élimine le besoin d'une instance complète du système d'exploitation par application et rend les fichiers des conteneurs petits et peu gourmands en ressources. Leur taille plus petite, en particulier par rapport aux VM, signifie que les conteneurs peuvent tourner rapidement et mieux prendre en charge les applications cloud natives qui évoluent horizontalement.
Portable et indépendant de la plate-forme : les conteneurs emportent toutes leurs dépendances avec eux, ce qui signifie que le logiciel peut être écrit une seule fois, puis exécuté sans avoir besoin d'être reconfiguré sur des ordinateurs portables, dans le cloud et dans des environnements informatiques sur site.
Prise en charge du développement et de l’architecture modernes : en raison de la portabilité/cohérence de leur déploiement sur plusieurs plateformes et de leur petite taille, les conteneurs sont la solution idéale pour les modèles de développement et d’application modernes, comme les modèles DevOps, sans serveur et les microservices, qui sont construits en utilisant des déploiements de code réguliers par petites incrémentations.
Amélioration de l’utilisation : comme les VM avant eux, les conteneurs permettent aux développeurs et aux opérateurs d’améliorer l’utilisation du processeur et de la mémoire des machines physiques. Là où les conteneurs vont encore plus loin, c'est qu'ils permettent également une architecture microservices, les composants d'application peuvent être déployés et mis à l'échelle de manière plus granulaire. Il s'agit d'une option alternative attrayante par rapport à l'obligation de faire évoluer une application monolithique entière parce qu'un seul composant a du mal à supporter sa charge.
Dans une récente enquête IBM, les développeurs et les responsables informatiques ont fait état de nombreux autres avantages liés à l’utilisation des conteneurs.
Télécharger le rapport complet : Containers in the enterprise (Les conteneurs dans l'entreprise)
Les conteneurs occupent une place de plus en plus importante, en particulier dans les environnements cloud. De nombreuses entreprises envisagent même de remplacer les VM par des conteneurs en tant que plateforme informatique générale pour leurs applications et leurs charges de travail. Mais dans ce vaste champ d'application, il existe des cas d'utilisation clés pour lesquels les conteneurs sont particulièrement pertinents.
- Microservices : les conteneurs sont petits et légers, ce qui en fait un bon choix pour les architectures de microservices où les applications sont construites de nombreux services plus petits, faiblement couplés et pouvant être déployés de manière indépendante.
- DevOps : la combinaison des microservices en tant qu'architecture et des conteneurs en tant que plateforme est une base commune pour de nombreuses équipes qui adoptent DevOps comme mode de construction, d'expédition et d'exécution des logiciels.
- Hybride et multicloud : étant donné que les conteneurs peuvent fonctionner de manière cohérente n’importe où - sur des ordinateurs portables, sur site et dans des environnements cloud - ils constituent une architecture sous-jacente idéale pour les scénarios de cloud hybride et multicloud dans lesquels les organisations se retrouvent à opérer sur un mélange de plusieurs clouds publics en combinaison avec leurs son propre centre de données.
- Modernisation et migration des applications: l’une des approches les plus courantes de la modernisation des applications consiste à conteneuriser les applications en vue de la migration vers le cloud.
Les logiciels doivent être conçus et empaquetés différemment afin de tirer parti des conteneurs, un processus communément appelé conteneurisation.
Lors de la conteneurisation d'une application, le processus comprend l'empaquetage d'une application avec ses variables d'environnement, ses fichiers de configuration, ses bibliothèques et ses dépendances logicielles. Le résultat est une image de conteneur qui peut ensuite être exécutée sur une plateforme de conteneur.
Orchestration de conteneurs avec Kubernetes
Au fur et à mesure que les entreprises ont commencé à adopter les conteneurs, souvent dans le cadre d’architectures modernes et natives du cloud, la simplicité du conteneur individuel a commencé à se heurter à la complexité de la gestion de centaines (voire de milliers) de conteneurs au sein d'un système distribué.
Pour relever ce défi, l'orchestration des conteneurs est apparue comme un moyen de gérer de grands volumes de conteneurs tout au long de leur cycle de vie, notamment en termes de :
- Provisionner
- Redondance
- Surveillance de la santé
- allocation des ressources
- Mise à l'échelle et équilibrage de charge
- Déplacement entre hôtes physiques
Alors que de nombreuses plateformes d'orchestration de conteneurs (comme Apache Mesos, Nomad et Docker Swarm) ont été créées, Kubernetes, un projet open source introduit par Google en 2014, est rapidement devenu la plateforme d'orchestration de conteneurs la plus populaire, et c'est sur elle que la majorité de l'industrie a basé sa normalisation.
Kubernetes permet aux développeurs et aux opérateurs de déclarer l'état souhaité de leur environnement global de conteneurs au moyen de fichiers YAML, puis Kubernetes se charge de tout le travail de traitement pour établir et maintenir cet état, avec des activités qui comprennent le déploiement d'un nombre spécifié d' instances d' une application ou d'une charge de travail donnée , le redémarrage de cette application en cas d'échec, l'équilibrage de la charge, l'auto-scaling, les déploiements sans temps d’arrêt et bien plus encore.
Kubernetes est désormais géré par la Cloud Native Computing Foundation (CNCF), un groupe industriel indépendant des fournisseurs et placé sous les auspices de la Linux Foundation.
Alors que les conteneurs continuent de gagner du terrain en tant que moyen populaire d'empaqueter et d'exécuter des applications, l'écosystème d'outils et de projets conçus pour s'adapter et étendre les cas d'utilisation de la production continue de croître. Au-delà de Kubernetes, deux des projets les plus populaires dans l'écosystème des conteneurs sont Istio et Knative.
istio
Comme les développeurs utilisent des conteneurs pour créer et exécuter des architectures de microservices, les préoccupations en matière de gestion vont au-delà des considérations relatives au cycle de vie des conteneurs individuels et concernent la manière dont un grand nombre de petits services (souvent appelés « maillage de service ») se connectent et interagissent les uns avec les autres. Istio a été créé pour permettre aux développeurs de gérer plus facilement les défis associés à la découverte, au trafic, à la surveillance, à la sécurité, etc.
knative
Les architectures sans serveur continuent de gagner en popularité, en particulier au sein de la communauté cloud native. Knative, par exemple, offre une valeur ajoutée considérable dans sa capacité à déployer des services conteneurisés en tant que fonctions sans serveur.
Au lieu de fonctionner en permanence et de répondre en cas de besoin (comme le fait un serveur), une fonction sans serveur peut « passer à l'échelle zéro », ce qui signifie qu'elle ne fonctionne pas du tout à moins qu'on ne fasse appel à elle. Ce modèle permet d’économiser de grandes quantités de puissance de calcul lorsqu’il est appliqué à des dizaines de milliers de conteneurs.
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