Comment créer un cluster Kubernetes ?

Depuis l’avènement du DevOps, les méthodes et les outils de conteneurisation d’application sont de plus en plus adoptés par les entreprises. En effet, l’utilisation des conteneurs permet d’obtenir des applications isolées des autres solutions, ce qui réduit les risques de conflits entre elles. On peut également réaliser des projets se basant sur différentes technologies sur un même environnement. Ainsi, chaque application est indépendante et plus performante. Elle consomme moins de ressources, mais reste évolutive et maintenable.

Cependant, afin de pouvoir profiter pleinement des avantages offerts par les conteneurs, il faut mettre en place un orchestrateur. Kubernetes est celui qui est le plus utilisé dans ce domaine. Dans cet article, nous allons voir comment mettre en place un cluster Kubernetes et lancer une application conteneurisée à l’intérieur de celui-ci.

Qu’est-ce que Kubernetes ?

Comme on l’a brièvement énoncé dans l’introduction, Kubernetes, également appelé K8s, est un orchestrateur de conteneurs. Il s’agit d’un outil open source développé au départ par Google à partir de leur système de clustering nommé Borg. Il a été cédé au Cloud Native Computing Foundation en 2015.

Kubernetes permet de faciliter la gestion des applications conteneurisées au sein d’un cluster. Il permet entre autres d’automatiser certaines tâches telles que le déploiement de l’application, la gestion des ressources, la mise en réseau ou encore la haute disponibilité de cette dernière.

Grâce à cet outil, les conteneurs d’application sont beaucoup plus flexibles, scalables, stables, rapides et performants, quelle que soit l’infrastructure de vos systèmes. L’utilisation de K8s permet également de réduire les risques de dysfonctionnement, puisque l’environnement de développement se rapproche fortement de celui de la production.

Comment fonctionne-t-il ?

Kubernetes repose sur une architecture maitre/esclave. Toutes les manipulations sont orchestrées par des composants principaux qui forment le plan de contrôle. Ce plan de contrôle va commander les nœuds dans lesquels se trouvent les machines de calculs. Ces derniers peuvent être répartis dans plusieurs machines physiques ou virtuelles. C’est à l’intérieurs de ces nœuds que l’on trouve également les pods qui, eux, contiennent les conteneurs d’applications.

Des APIs se chargent de la communication entre le plan de contrôle et les nœuds. Kubernetes possède son propre serveur qui va se charger des traitements des requêtes acheminées à travers les APIs. Il vérifie si les requêtes échangées sont valides, puis effectue des actions selon le résultat de cette vérification. Cette dernière se base essentiellement sur l’état du cluster. Cela veut dire que l’administrateur va spécifier l’état souhaité, puis K8s va faire en sorte de maintenir cet état.

Toutes les spécifications nécessaires sont déterminées par l’administrateur à l’aide d’un fichier YAML ou JSON. Ce fichier, qui contient des informations telles que les tâches à effectuer, la ressource allouée à celles-ci, l’image du conteneur, etc., sera exécuté lors de la création du cluster.

Pourquoi utiliser Kubernetes ?

Les outils d’orchestration comme Kubernetes sont essentiels lorsque l’on souhaite utiliser le système de conteneurisation d’application au sein d’un projet. En effet, ces derniers offrent beaucoup d’avantages à toute l’équipe DevOps à savoir :

• L’automatisation de nombreuses tâches chronophages permettant ainsi à l’équipe de développement et à l’équipe opérationnelle de se concentrer sur le projet en lui-même ;
• La gestion des ressources pour chaque pod se trouvant dans chaque nœud ;
• Le maintien du fonctionnement de l’application par le biais de la vérification de l’état et la persistance des données produit par cette dernière, ce qui lui offre une haute disponibilité ;
• La gestion des versions facilitant la mise à jour et le retour sur une ancienne version de l’application conteneurisée ;
• La facilité de la mise en place, de prise en main et de maintenance d’un cluster ;
• Le fait qu’il soit multiplateforme, c’est-à-dire qu’il fonctionne sur n’importe quel environnement, que ce soit un serveur, une machine physique ou virtuelle sous n’importe quel système d’exploitation ou encore sur le cloud ;
• Le gain de temps et la minimisation des coûts de développement et de production d’un projet ;
• Le renforcement de la sécurité d’une application grâce à l’existence des réplicas et la réduction de l’intervention humaine ;
• La large communauté autour de lui qui garantit la résolution des éventuels soucis rencontrés.

Docker dans Kubernetes

Souvent, lorsque l’on parle de Docker et de Kubernetes, on se demande souvent lequel choisir. Cependant, ce n’est pas la question qui se pose, car ces deux outils ne sont pas comparables. Docker et Kubernetes sont deux technologies sensées travailler ensemble afin de créer et déployer une application sous forme de conteneur.

Docker est la plateforme de conteneurisation le plus populaire de nos jours. Il permet de créer de mettre des applications ainsi que leurs dépendances sous forme de conteneur. On peut créer et déployer une image de conteneur que l’on peut par la suite transporter d’un environnement à l’autre.

Kubernetes est, comme on a pu le voir jusqu’à présent, un orchestrateur de conteneurs. Cela veut dire que l’on exécute les conteneurs Docker à l’intérieur d’un pod Kubernetes. Ensuite, ce sera à celui-ci de gérer le fonctionnement des conteneurs.

Ensemble, ces outils permettent d’optimiser la performance de chaque application tout en allégeant les charges de travail de chaque intervenant.

Kubernetes vs Docker Swarm

Il faut savoir que la plateforme Docker possède un orchestrateur intégré qui est Docker Swarm. Il permet de gérer les conteneurs au sein d’un cluster, notamment en gérant les ressources attribuées à chaque conteneur et en agissant en tant qu’équilibreur de charges. Cependant, Docker Swarm possède des fonctionnalités assez limitées et ne permet pas d’orchestrer complètement un conteneur.

Si vous êtes un débutant, Docker Swarm conviendra parfaitement pour une première prise en main, car il est facile à appréhender. Mais si vous souhaitez aller plus loin et mettre en place un système de gestion de conteneurs plus performante, Kubernetes est l’outil que vous devez choisir.

Les étapes de création d’un cluster K8s

La création et l’exécution d’un cluster nécessite la mise en place de certains outils. Ici, nous avons catégoriser cette mise en place en deux grandres étapes. Cependant, ces étapes peuvent contenir d’autres tâches secondaires qu’il faut réaliser. il faut savoir que la plupart des tâches s’exécute à l’aide d’une commande adéquate.

Installation de Kubernetes

Kubernetes a besoins de quelques outils afin de fonctionner. Les outils à installer ne sont pas tout à fait identique selon l’environnement que vous souhaitez manipuler à savoir un environnement de test ou de production. Dès que les installations sont terminées, quel que soit l’environnement, vous disposez déjà d’un cluster. Vous pouvez par la suite le gérer et ajouter des nœuds ainsi que des pods.

Pour les tests

Si vous comptez apprendre Kubernetes, un environnement simple est suffisant pour que vous puissiez expérimenter les fonctionnalités de cet outil. En effet, les composants que vous devez installer sont Kubectl et Minikube seulement.

Kubectl est une interface de ligne de commande vous permettant justement de communiquer avec le plan de contrôle de K8s.

Minikube, quant à lui, est un outil léger et simple servant à simuler un cluster sur une machine locale.

Selon le système d’exploitation que vous utilisez, vous devriez peut-être aussi installer un hyperviseur ou encore des outils vous permettant d’exécuter facilement des lignes de commande.

Dès que les installations sont faites, vous pouvez démarrer Minikube afin de pouvoir manipuler votre cluster.

Pour la production

La mise en production avec Kubernetes est un peu différente de l’apprentissage sur un environnement de test. En effet, il faut considérer beaucoup plus de paramètres dans ce cas-ci.

Tout d’abord, il faut étudier les ressources nécessaires pour que l’environnement soit viable. Puis, il faut déterminer l’emplacement dans lequel vous souhaitez installer votre architecture.

Enfin, il faut choisir les outils nécessaires comme l’outil de déploiement ou encore les équilibreurs de charges. Il faut également mettre en place les certificats nécessaires, les services etcd, la sécurité du plan de contrôle pour garantir la sécurité du cluster et des données générées. L’objectif est de tout mettre en œuvre afin de maintenir l’état souhaité.

Créer un déploiement d’un pod

Avant de déployer un pod sur un cluster Kubernetes, vous devez disposer des fichier Dockerfile qui vont vous permettre de construire vos conteneurs. Vous devez également spécifier les variables d’environnement Docker pour que les deux outils puissent communiquer.

Une fois que ces paramétrages sont faits, vous pouvez commencer le déploiement de votre pod. Vous avez deux options pour effectuer cela : soit en passant par l’interface graphique, soit en exécutant une commande.

Dès que le déploiement est terminé, vous pouvez exécuter le pod et interagir avec lui à l’aide de diverses autres commandes.