Qu'est-ce que l'orchestration de conteneurs ?

L'orchestration des conteneurs est le processus d'automatisation de la mise en réseau et de la gestion des conteneurs afin que vous puissiez déployer des applications à grande échelle. La conteneurisation regroupe le code d'une application avec tous les fichiers et bibliothèques dont elle a besoin pour fonctionner sur n'importe quelle infrastructure. Les architectures de microservices peuvent comporter des centaines, voire des milliers de conteneurs à mesure que les applications se développent et deviennent de plus en plus complexes. Les outils d'orchestration de conteneurs visent à simplifier la gestion des infrastructures de conteneurs en automatisant leur cycle de vie complet, depuis le provisionnement et la planification jusqu'au déploiement et à la suppression. Les entreprises peuvent bénéficier de la conteneurisation à grande échelle sans avoir à encourir de frais de maintenance supplémentaires.

Pourquoi l'orchestration des conteneurs est-elle nécessaire ?

Les conteneurs sont devenus l'unité informatique standard pour les applications cloud natives. Les fournisseurs de cloud proposent des instances de serveurs virtuels pour exécuter toutes sortes de charges de travail informatiques et conviennent parfaitement aux charges de travail basées sur des conteneurs. La seule exigence pour pouvoir exécuter des conteneurs est que le serveur lui-même exécute un service de conteneurisation tel que Docker. Docker est un outil open source permettant de regrouper des logiciels et les bibliothèques associées, les outils système, le code et le runtime dans un conteneur. Il s'agit d'une solution légère permettant d'exécuter et de gérer quelques conteneurs sur une seule instance de serveur, mais la mise à l'échelle devient un défi.

Avant l'existence des plateformes d'orchestration de conteneurs gérées, les entreprises utilisaient des scripts complexes pour gérer le déploiement, la planification et la suppression des conteneurs sur plusieurs machines. La maintenance de ces scripts posait des problèmes, notamment en matière de contrôle de version, et la configuration était difficile à adapter. L'orchestration des conteneurs automatise et résout ces complexités, éliminant ainsi les problèmes liés à la gestion manuelle.

Cas d'utilisation de l'orchestration de conteneurs

Les outils d'orchestration de conteneurs deviennent nécessaires lorsque vous devez :

Gérez et dimensionnez les conteneurs sur un certain nombre d'instances.
Exécutez de nombreuses applications conteneurisées différentes.
Exécutez simultanément différentes versions d'applications (par exemple, test et production sur CI/CD).

Garantissez la continuité du service des applications en cas de défaillance d'un serveur en exécutant plusieurs instances dupliquées (répliques) d'un conteneur.
Exécutez plusieurs instances d'une application dans plusieurs régions géographiques différentes.
Optimisez l'utilisation de plusieurs instances de serveur à des fins de budgétisation.
Exécutez de grandes applications conteneurisées comprenant des milliers de microservices différents.

Quels sont les avantages de l'orchestration de conteneurs ?

La gestion d'architectures de conteneurs complexes sans solution d'orchestration de conteneurs peut s'avérer difficile. L'orchestration des conteneurs gère la création, la configuration, la planification, le déploiement et la suppression de conteneurs. Il prend également en charge :

Équilibrage de charge des applications et gestion du trafic.
Continuité du service des applications entre les conteneurs.
Sécurité tout au long de la conteneurisation.
Surveillance de l'état des conteneurs.
Conteneurs de ressources à partir des ressources du serveur ou de l'instance sous-jacentes.

Voici d'autres avantages des orchestrations de conteneurs.

Résilience intégrée

Les services de conteneurisation simples ne redémarrent généralement pas un conteneur s'il est hors ligne. De même, si la machine sur laquelle s'exécute un conteneur tombe en panne, le conteneur ne sera pas redémarré au redémarrage de la machine. Les solutions d'orchestration des conteneurs peuvent garantir que les conteneurs sont redémarrés automatiquement ou que plusieurs versions sont exécutées en permanence en cas de défaillance de la machine.

Performances accrues

L'un des principaux avantages de l'orchestration de conteneurs est qu'elle automatise l'évolutivité, la disponibilité et les performances des applications conteneurisées. Vous pouvez configurer les outils d'orchestration de conteneurs pour qu'ils évoluent en fonction de la demande, de la disponibilité du réseau et des restrictions d'infrastructure. La solution d'orchestration des conteneurs peut surveiller les performances sur l'ensemble du réseau de conteneurs et reconfigurer automatiquement les conteneurs pour des performances optimales.

Optimisation des ressources

Les serveurs et instances sous-jacents coûtent de l'argent et doivent être utilisés efficacement pour optimiser les coûts. L'orchestration des conteneurs permet aux entreprises de maximiser l'utilisation de chaque instance disponible, ainsi que d'instancier des instances à la demande si les ressources sont épuisées. Cela permet de réduire les coûts d'infrastructure.

Comment fonctionne l'orchestration des conteneurs ?

Les conteneurs sont des applications autonomes basées sur Linux ou des microservices dotés de toutes les bibliothèques et fonctions dont ils ont besoin pour fonctionner sur presque tous les types de machines. L'orchestration des conteneurs fonctionne en gérant les conteneurs sur un groupe d'instances de serveur (également appelées nœuds). Un groupe de nœuds qui exécute des conteneurs interconnectés est appelé cluster.

L'orchestration de conteneurs nécessite tout d'abord une solution de conteneurisation sous-jacente exécutée sur chaque nœud du cluster. Il s'agit généralement de Docker. Les nœuds doivent également exécuter l'outil d'orchestration. Un nœud principal désigné, doté d'un plan de contrôle, est le contrôleur de la solution d'orchestration elle-même. L'administrateur de la solution utilise une interface graphique ou un contrôleur de ligne de commande sur le nœud principal pour gérer et surveiller l'outil d'orchestration de conteneurs.

Création et planification

La solution d'orchestration de conteneurs lit un fichier de configuration déclaratif, écrit en YAML ou JSON, pour connaître l'état spécifique requis du système. À l'aide des informations spécifiées dans le fichier, l'outil :

Obtient des images de conteneurs à partir d'un registre de conteneurs.
Conditionner les conteneurs avec leurs exigences individuelles.
Détermine la mise en réseau requise entre les conteneurs.

L'outil planifie et déploie ensuite l'application multi-conteneurs dans le cluster. Cette meilleure adéquation entre les nœuds et les conteneurs est déterminée par l'outil d'orchestration des conteneurs, plutôt que spécifiée dans le fichier de configuration. L'outil sélectionne le nœud réel pour exécuter chaque conteneur en fonction des contraintes de ressources du nœud, telles que le processeur, la mémoire, etc., ainsi que des exigences de conteneur définies.

Gestion

Une fois que les conteneurs sont exécutés dans le cluster, l'outil d'orchestration gère l'état général du système pour garantir qu'il reste dans l'état de performance spécifié. Cela peut inclure :

Allocation des ressources entre les conteneurs.
Déploiement de conteneurs sur de nouveaux nœuds ou suppression de conteneurs.
Équilibrage de charge du trafic vers l'application.

Une solution d'orchestration de conteneurs gère le cycle de vie des conteneurs afin d'optimiser et de sécuriser les charges de travail et les environnements multiconteneurs complexes et volumineux. Il peut gérer autant d'applications conteneurisées que l'organisation en a besoin. L'exécution de plusieurs nœuds principaux à des fins de haute disponibilité et de tolérance aux pannes est typique lorsque les exigences organisationnelles sont plus élevées.

Quels sont les défis de l'orchestration des conteneurs ?

Voici quelques défis liés à l'orchestration des conteneurs.

Couches de gestion supplémentaires

Kubernetes est une solution d'orchestration de conteneurs open source largement utilisée par les organisations. Il est connu pour sa facilité d'utilisation, sa disponibilité multiplateforme et son assistance aux développeurs. Cependant, cela nécessite toujours une gestion sous-jacente des ressources. Au lieu de recourir à des conteneurs, vous devez désormais gérer le provisionnement des ressources pour Kubernetes. Les outils d'orchestration de conteneurs natifs du cloud constituent un meilleur choix car ils gèrent eux-mêmes leurs propres besoins en ressources.

Formation insuffisante

Il ne suffit pas de disposer du bon outil pour garantir une orchestration optimale des conteneurs. Vous avez également besoin d'un administrateur d'outils qualifié pour gérer correctement l'orchestration, définir l'état souhaité et comprendre les résultats de la surveillance. Une compréhension approfondie du DevOps et du processus CI/CD, de la conteneurisation et de l'architecture des machines est nécessaire pour être un administrateur efficace d'environnements de conteneurs complexes. Une formation peut être nécessaire pour développer les compétences appropriées au sein de votre équipe.

Configurations de gestion des versions

Une application logicielle est versionnée : elle possède des versions spécifiques pour des environnements particuliers tels que le développement, les tests et la production. De la même manière, les outils d'orchestration de conteneurs nécessitent également plusieurs configurations documentées avec un historique des versions, ce qui signifie qu'ils peuvent gérer un provisionnement rapide et reproductible parallèlement au déploiement et à la gestion.

Comment AWS peut-il répondre à vos exigences en matière d'orchestration de conteneurs ?

Amazon ECS est un service d'orchestration de conteneurs entièrement géré permettant aux entreprises de créer, déployer et gérer des applications conteneurisées à grande échelle sur AWS. Il est sans version et gère automatiquement le provisionnement des clusters. Vous conservez le contrôle des propriétés opérationnelles des conteneurs avec la possibilité de spécifier les exigences en matière de processeur et de mémoire, les politiques réseau et IAM, ainsi que le type de lancement et les volumes de données. Grâce aux appels d'API, vous pouvez lancer et arrêter des applications basées sur des conteneurs, interroger l'état complet de votre cluster et accéder à des fonctionnalités AWS familières, telles que les groupes de sécurité, Elastic Load Balancing (ELB), les volumes Amazon Elastic Block Store (EBS) et les rôles AWS Identity Access Management (IAM).

Pour ceux qui utilisent Kubernetes pour l'orchestration de conteneurs, Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS) est un service Kubernetes géré permettant d'exécuter les services Kubernetes dans le cloud AWS ou dans des centres de données sur site. Sur site, EKS fournit une solution Kubernetes cohérente et entièrement prise en charge : vous bénéficiez d'outils intégrés et d'un déploiement sur AWS Outposts, des machines virtuelles ou des serveurs. Dans le cloud, Amazon EKS gère automatiquement la disponibilité et l'évolutivité des nœuds du plan de contrôle Kubernetes chargés de diverses tâches : planification des conteneurs, gestion de la disponibilité des applications, stockage des données de cluster, etc. Vous pouvez profiter de toutes les performances, de l'évolutivité, de la fiabilité et de la disponibilité de l'infrastructure AWS, ainsi que des intégrations avec les services de réseau et de sécurité AWS.

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Qu'est-ce que l'orchestration de conteneurs ?