LFCA : Apprenez les concepts de base de l'utilisation des conteneurs - Partie 22
Au fil du temps, à mesure que la demande de tests et de déploiements rapides d'applications augmentait, couplée à des cycles économiques plus rapides, les organisations ont été obligées d'innover afin de suivre le rythme rapide de l'environnement commercial.
La quête de modernisation des applications et d’en créer de nouvelles pour créer des flux de travail agiles a conduit au concept d’utilisation de conteneurs. La technologie de conteneurisation est presque aussi ancienne que la virtualisation. Cependant, les conteneurs n'ont pas suscité beaucoup d'enthousiasme jusqu'à ce que Docker explose sur la scène en 2013 et suscite un intérêt frénétique parmi les développeurs et autres professionnels de l'informatique.
Actuellement, toutes les entités technologiques géantes telles que Google, Amazon, Microsoft et Red Hat pour n'en citer que quelques-unes ont pris le train en marche.
Pourquoi des conteneurs ?
L'un des défis auxquels les développeurs sont confrontés est la différence entre les environnements informatiques à chaque étape du développement logiciel. Des problèmes surviennent lorsque l’environnement logiciel est différent d’une étape à l’autre.
Par exemple, une application peut s'exécuter de manière transparente dans un environnement de test en exécutant Python 3.6. Cependant, l'application se comporte bizarrement, renvoie des erreurs ou plante complètement lorsqu'elle est portée vers un environnement de production exécutant Python 3.9.
Les conteneurs sont entrés en scène pour relever ce défi et garantir que les applications fonctionnent de manière fiable lorsqu'elles sont déplacées d'un environnement informatique à un autre à chaque étape du développement logiciel – du PC des développeurs jusqu'à l'environnement de production. Et ce n’est pas seulement l’environnement logiciel qui peut provoquer de telles incohérences, mais aussi les différences dans la topologie du réseau et les politiques de sécurité.
Que sont les conteneurs ?
Un conteneur est une unité logicielle isolée qui regroupe tout le code binaire, les bibliothèques, les exécutables, les dépendances et les fichiers de configuration dans un seul package de telle manière que l'application fonctionnera correctement lorsqu'elle sera portée à partir d'un environnement informatique. à un autre. Il n’est pas livré avec une image de système d’exploitation, ce qui le rend léger et facilement portable.
Une image de conteneur est un package autonome, léger et exécutable qui regroupe tout ce qui est nécessaire pour exécuter l'application. Au moment de l'exécution, une image de conteneur se transforme en conteneur. Dans le cas de Docker, par exemple, une image Docker devient un conteneur Docker lorsqu'elle est exécutée sur Docker Engine. Docker est un environnement d'exécution utilisé pour créer des applications conteneurisées.
Les conteneurs fonctionnent de manière totalement isolée du système d'exploitation sous-jacent, et les applications conteneurisées s'exécuteront toujours de manière cohérente, quel que soit l'environnement ou l'infrastructure informatique. C’est pour cette raison qu’un développeur peut développer une application depuis le confort de cet ordinateur portable et la déployer facilement sur un serveur.
La cohérence et la fiabilité de l'exécution des conteneurs offrent aux développeurs une tranquillité d'esprit sachant que leurs applications s'exécuteront comme prévu, quel que soit l'endroit où elles sont déployées.
En quoi les conteneurs sont-ils différents des machines virtuelles ?
Les conteneurs et les machines virtuelles ont en commun le fait qu’ils fonctionnent dans un environnement virtualisé. La conteneurisation, dans un sens, est une forme de technologie virtualisée. Cependant, les conteneurs diffèrent des machines virtuelles à plus d’un titre.
Machines virtuelles
Une machine virtuelle également appelée instance virtuelle ou VM est en bref une émulation d'un serveur physique ou d'un PC. La virtualisation est une technologie qui permet de créer des machines virtuelles. Le concept de virtualisation remonte au début des années 1970 et a jeté les bases de la première génération de technologie cloud.
Dans la virtualisation, une couche d'abstraction est créée au-dessus d'un serveur ou d'un matériel informatique nu. Cela permet de partager les ressources matérielles d'un seul serveur sur plusieurs machines virtuelles.
Le logiciel utilisé pour créer la couche d'abstraction est appelé hyperviseur. L'hyperviseur sépare la machine virtuelle et le système d'exploitation invité du matériel nu ou informatique réel. Ainsi, une machine virtuelle trône au-dessus de l'hyperviseur qui met à disposition les ressources matérielles grâce à la couche d'abstraction.
Les machines virtuelles exécutent un système d'exploitation complet (OS invité) indépendant du système d'exploitation sous-jacent (OS hôte) sur lequel l'hyperviseur est installé. Le système d'exploitation invité fournit ensuite une plate-forme pour créer, tester et déployer des applications ainsi que leurs bibliothèques et binaires.
Il existe deux types d'hyperviseurs :
Hyperviseur de type 1 (hyperviseur Bare Metal)
Cet hyperviseur est installé directement sur un serveur physique ou sur le matériel sous-jacent. Aucun système d'exploitation ne se situe entre l'hyperviseur et le matériel informatique, d'où le nom de balise hyperviseur bare-metal. Il offre un excellent support puisque les ressources ne sont pas partagées avec le système d'exploitation hôte.
En raison de leur efficacité, les hyperviseurs de type 1 sont principalement utilisés dans les environnements d'entreprise. Les fournisseurs d'hyperviseurs de type 1 incluent VMware Esxi et KVM.
Hyperviseur de type 2 :
Ceci est également considéré comme un hyperviseur hébergé. Il est installé au-dessus du système d'exploitation hôte et partage les ressources matérielles sous-jacentes avec le système d'exploitation hôte.
Les hyperviseurs de type 2 sont idéaux pour les petits environnements informatiques et sont principalement utilisés pour tester les systèmes d'exploitation et pour la recherche. Les fournisseurs d'hyperviseurs de type 2 incluent Oracle VirtualBox et VMware Workstation Pro.
L'inconvénient des machines virtuelles
Les machines virtuelles ont tendance à être de taille énorme (peut prendre plusieurs Go), lentes à démarrer et à s'arrêter et engloutissent beaucoup de ressources système, ce qui entraîne des blocages et un ralentissement des performances en raison de ressources limitées. En tant que telle, une machine virtuelle est considérée comme encombrante et est associée à des frais généraux élevés.
Conteneurs
Contrairement à une machine virtuelle, un conteneur ne nécessite pas d'hyperviseur. Un conteneur se trouve au sommet d'un serveur physique et de son système d'exploitation et partage le même noyau que le système d'exploitation, entre autres choses telles que les bibliothèques et les binaires. Plusieurs conteneurs peuvent s'exécuter sur le même système, chacun exécutant son propre ensemble d'applications et de processus parmi les autres. Les plates-formes de conteneurs populaires incluent Docker et Podman.
Contrairement aux machines virtuelles, les conteneurs fonctionnent de manière totalement isolée du système d’exploitation sous-jacent. Les conteneurs sont exceptionnellement légers – quelques mégaoctets seulement – occupent moins d’espace et préservent les ressources. Ils sont faciles à démarrer et à arrêter et peuvent gérer plus d'applications qu'une machine virtuelle.
Avantages de l'utilisation de conteneurs
Les conteneurs constituent un moyen pratique de concevoir, tester et déployer des applications depuis votre PC directement vers un environnement de production, que ce soit sur site ou dans le cloud. Voici quelques-uns des avantages de l’utilisation d’applications conteneurisées.
1. Une plus grande modularité
Avant les conteneurs, nous avions l'ancien modèle monolithique dans lequel une application complète comprenant à la fois des composants frontend et backend était regroupée dans un seul package. Les conteneurs permettent de diviser une application en plusieurs composants individuels pouvant communiquer entre eux.
De cette façon, les équipes de développement peuvent collaborer sur différentes parties d'une application à condition qu'aucune modification majeure ne soit apportée à la manière dont les applications interagissent les unes avec les autres.
C’est sur cela que repose le concept de microservices.
2. Productivité accrue
Plus de modularité signifie plus de productivité puisque les développeurs sont capables de travailler sur des composants individuels de l'application et de déboguer les erreurs beaucoup plus rapidement qu'auparavant.
3. Frais généraux réduits
Par rapport aux machines virtuelles et autres environnements informatiques conventionnels, les conteneurs utilisent moins de ressources système car ils n'incluent pas de système d'exploitation. Cela évite des dépenses inutiles liées à l'achat de serveurs coûteux pour créer et tester des applications.
4. Portabilité accrue
En raison de leur faible encombrement, les applications conteneurisées peuvent facilement être déployées sur plusieurs environnements informatiques/systèmes d'exploitation.
5. Plus d’efficacité et de flexibilité
Les conteneurs permettent un déploiement et une mise à l'échelle rapides des applications. Ils offrent également la flexibilité indispensable pour déployer des applications dans plusieurs environnements logiciels.
Comment les conteneurs profitent-ils aux équipes DevOps ?
Les conteneurs jouent un rôle clé dans le DevOps et il serait impossible d'imaginer ce que serait la situation sans les applications conteneurisées. Alors, qu’apportent les conteneurs ?
Premièrement, les conteneurs soutiennent l’architecture des microservices, permettant aux éléments constitutifs d’une application entière d’être développés, déployés et mis à l’échelle de manière indépendante. Comme mentionné, cela permet une plus grande collaboration et un déploiement rapide des applications.
La conteneurisation joue également un rôle majeur en facilitant les pipelines CI/CD en fournissant un environnement contrôlé et cohérent pour la création d'applications. Toutes les bibliothèques et dépendances sont regroupées avec le code en une seule unité pour un déploiement plus rapide et plus facile. L'application testée sera exactement le logiciel qui sera déployé en production.
De plus, les conteneurs améliorent le déploiement de correctifs et de mises à jour lorsqu'une application est divisée en plusieurs microservices, chacun dans un conteneur distinct. Les conteneurs individuels peuvent être examinés, corrigés et redémarrés sans interrompre le reste de l'application.
Conclusion
Toute organisation cherchant à atteindre la maturité en matière de DevOps devrait envisager de tirer parti de la puissance des conteneurs pour des déploiements agiles et transparents. Le défi consiste à savoir comment les configurer, les sécuriser et les déployer de manière transparente dans plusieurs environnements.