Kubernetes pour les débutants : Concepts fondamentaux

Kubernetes (souvent abrégé en K8s) est devenu la plateforme d’orchestration de conteneurs dominante dans l’écosystème Cloud Native. Mais pour les débutants, comprendre ses concepts peut sembler intimidant. Dans cet article, nous allons démystifier Kubernetes et expliquer ses concepts fondamentaux.

Qu’est-ce que Kubernetes ?

Kubernetes est une plateforme open-source d’orchestration de conteneurs conçue pour automatiser le déploiement, la mise à l’échelle et la gestion des applications conteneurisées. Développé à l’origine par Google, il est maintenant maintenu par la Cloud Native Computing Foundation (CNCF).

Pourquoi utiliser Kubernetes ?

• Haute disponibilité : Kubernetes assure que vos applications sont toujours disponibles
• Scalabilité : Augmentez ou diminuez facilement les ressources selon vos besoins
• Récupération après sinistre : Redémarrage automatique des conteneurs défaillants
• Déploiements automatisés : Mises à jour sans temps d’arrêt
• Gestion de la configuration : Séparation du code et de la configuration

Architecture de Kubernetes

Un cluster Kubernetes se compose de deux types principaux de composants :

Le plan de contrôle (Control Plane)

Le cerveau de Kubernetes qui gère le cluster :

• API Server : Point d’entrée pour toutes les commandes REST
• etcd : Base de données clé-valeur qui stocke l’état du cluster
• Scheduler : Décide où exécuter les nouveaux pods
• Controller Manager : Surveille l’état du cluster et réagit aux changements

Les nœuds (Nodes)

Les machines qui exécutent vos applications :

• Kubelet : Agent qui s’assure que les conteneurs fonctionnent dans un pod
• Kube-proxy : Gère le réseau et les règles de communication
• Container Runtime : Logiciel qui exécute les conteneurs (Docker, containerd, etc.)

Concepts fondamentaux

Pods

Le plus petit déployable dans Kubernetes. Un pod peut contenir un ou plusieurs conteneurs qui partagent des ressources et un réseau local.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80

Deployments

Gère le déploiement et la mise à jour des pods. Permet des mises à jour progressives et des rollbacks.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

Services

Expose les pods comme un service réseau unique, permettant la communication entre différentes parties de l’application.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: ClusterIP

ConfigMaps et Secrets

Permettent de séparer la configuration de l’application du code :

• ConfigMaps : Pour les données de configuration non sensibles
• Secrets : Pour les informations sensibles comme les mots de passe

Persistent Volumes

Fournit un stockage persistant pour les données qui doivent survivre au redémarrage des pods.

Premiers pas avec Kubernetes

Installation locale

Pour commencer avec Kubernetes localement, vous pouvez utiliser :

• Minikube : Crée un cluster Kubernetes à nœud unique dans une VM
• kind (Kubernetes IN Docker) : Exécute des clusters Kubernetes dans des conteneurs Docker
• Docker Desktop : Inclut un cluster Kubernetes intégré

Commandes de base kubectl

kubectl est l’outil en ligne de commande pour interagir avec Kubernetes :

# Vérifier l'état du cluster
kubectl cluster-info

# Lister tous les pods
kubectl get pods

# Créer un déploiement
kubectl create deployment nginx --image=nginx

# Exposer un déploiement comme service
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=LoadBalancer

# Voir les logs d'un pod
kubectl logs <pod-name>

# Exécuter une commande dans un pod
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash

Bonnes pratiques pour débuter

1. Commencez petit : Déployez d’abord des applications simples
2. Utilisez des étiquettes (labels) : Organisez vos ressources efficacement
3. Limitez les ressources : Définissez des limites de CPU et de mémoire
4. Utilisez des liveness et readiness probes : Assurez-vous que vos applications sont saines
5. Adoptez GitOps : Gérez votre configuration Kubernetes comme du code

Conclusion

Kubernetes peut sembler complexe au début, mais en comprenant ses concepts fondamentaux, vous pouvez commencer à exploiter sa puissance pour vos applications conteneurisées. Comme pour toute technologie, la pratique est essentielle pour maîtriser Kubernetes.

Chez Whims, nous proposons des formations et un accompagnement personnalisé pour vous aider à adopter Kubernetes et à transformer votre infrastructure. N’hésitez pas à nous contacter pour en savoir plus sur nos services d’expertise Kubernetes.