Qu’est ce qu' Kubernetes?

Les processus de déploiement d'applications ont considérablement évolué ces dernières années et la pratique de la conteneurisation des applications s'est généralisée. Il s'agit d'une méthode de conditionnement des applications et de leurs dépendances dans des conteneurs isolés qui peuvent être déployés et exécutés dans pratiquement n'importe quel environnement d'exécution. Une plate-forme d'orchestration de conteneurs populaire est Kubernetes, et il fournit des outils pour automatiser le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées, réduisant ainsi la complexité et les efforts requis pour ces opérations.

K8S. Qu'est-ce que c'est en termes simples

Kubernetes (k8s) est une plate-forme ouverte et extensible permettant d'automatiser le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées développées par l'équipe Google. Il fournit un ensemble de fonctionnalités et d'outils pour gérer efficacement les conteneurs avec des applications dans des environnements distribués.

Principaux avantages du K8 :

• Le déploiement et la gestion automatisés des conteneurs permettent aux développeurs de gérer efficacement un cluster de conteneurs. Il fournit des outils pour le lancement, l'arrêt et la surveillance des conteneurs, ainsi que pour la gestion de la charge et l'équilibrage de la charge entre les nœuds du cluster.
• Évolutivité des applications horizontalement et verticalement. Répond automatiquement aux changements de charge et peut augmenter ou diminuer le nombre d'instances de conteneur pour garantir des performances et une disponibilité optimales.
• L'auto-rétablissement intégré est capable de détecter et de réparer automatiquement les conteneurs ou les nœuds défaillants, garantissant ainsi un fonctionnement ininterrompu de l'application.
• À l'aide d'un modèle déclaratif, dans lequel les développeurs définissent un état souhaité du système et Kubernetes aligne indépendamment le système sur cet état. Cela simplifie le processus de déploiement et de gestion des applications, garantissant la cohérence et la prévisibilité de l'environnement.
• Prise en charge de différents environnements. Kubernetes permet aux conteneurs d'être déployés sur différentes plates-formes, y compris les fournisseurs de cloud (par exemple AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) et ses propres serveurs sur site. Cela offre flexibilité et polyvalence dans le choix de l'infrastructure.

Histoire de K8S

L'histoire de Kubernetes a commencé avec le projet de Google de développer un système de gestion interne d'applications évolutives. En 2003, Google a commencé à utiliser un système appelé Borg pour gérer ses applications et ressources distribuées dans toute l'entreprise. Borg a assuré le déploiement, la mise à l'échelle, la surveillance et la gestion des ressources automatiques.

En 2014, les ingénieurs de Google ont décidé de créer une version ouverte et accessible d'un système de gestion de conteneurs basé sur l'expérience et les principes de Borg. Ils ont commencé à développer un projet appelé Kubernetes. Google estimait que la conteneurisation et l'orchestration des applications étaient des éléments importants du développement et de la gestion des applications modernes, et a décidé de partager ses connaissances et ses outils avec l'ensemble de la communauté des développeurs.

Google a annoncé la première version publique de Kubernetes en juin 2014. La plate-forme a été publiée en open source et transférée dans le Cloud Native Computing Foundation (CNCF), une organisation qui soutient le développement de technologies et de projets cloud. Depuis sa sortie, Kubernetes a reçu un large soutien et a attiré une attention considérable de la part de la communauté des développeurs et de l'industrie. Il est devenu le standard de facto pour la gestion des applications conteneurisées. Et aujourd'hui, c'est l'un des projets les plus en développement de la CNCF.

Kubernetes continue d'évoluer aujourd'hui. Il attire de plus en plus d'entreprises et d'organisations qui l'utilisent pour gérer leurs applications sur différentes infrastructures. Kubernetes fournit des outils puissants pour le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications sur diverses plates-formes, y compris les fournisseurs de cloud tels que Serverspace et environnements sur site.

k8s a subi des changements et des développements importants au cours des dernières années et fait désormais partie intégrante des Devops modernes et du développement d'applications cloud. Il y avait beaucoup de nouvelles versions avec de nouvelles fonctionnalités et améliorations. Les entreprises et les organisations du monde entier utilisent activement Kubernetes pour gérer leurs applications de conteneur. L'écosystème autour de la plateforme ne cesse de croître.

Kubernetes architecture

1. Nœud maître ou nœud de plan de contrôle. Là, la plupart des tâches importantes de gestion et d'administration d'un cluster k8s sont effectuées. Il se compose de quatre composants principaux :

• Les API Le serveur fournit une interface pour communiquer avec le Kubernetes API.
• Les contrôleurs assurent la gestion et la surveillance des clusters, y compris le contrôleur de déploiement, le contrôleur de réplication et autres.
• Le planificateur est responsable de la planification et du déploiement des pods sur les nœuds de travail en fonction des besoins en ressources et des politiques de déploiement.
• etcd est un référentiel clé-valeur distribué utilisé pour stocker la configuration et l'état du cluster.

2. Les nœuds sont utilisés pour faire référence aux machines physiques ou virtuelles sur lesquelles les conteneurs s'exécutent et fonctionnent. Chaque nœud représente un nœud de travail dans un Kubernetes grappe. Le nœud est l'environnement d'exécution pour les conteneurs et fournit des ressources et des installations pour exécuter des applications dans les conteneurs. Le nœud exécute un Kubernetes appelé Kubelet, qui gère le cycle de vie des conteneurs et des pods sur ce nœud.

Chaque nœud possède ses propres ressources de calcul (CPU, mémoire, stockage) et interfaces réseau. Les nœuds sont connectés aux nœuds maîtres via le réseau pour échanger des informations sur l'état du cluster et recevoir des commandes pour placer et gérer des conteneurs.

• Kubelet est un agent installé sur chaque noeud worker qui gère et contrôle les conteneurs dans les pods situés sur ce noeud ;
• Kube-proxy fournit une connectivité réseau pour les pods, y compris le proxy et l'équilibrage de charge ;
• Container Runtime est responsable de l'exécution et de la gestion des conteneurs, par exemple Docker, Conteneur, CRI-O.

3. Les pods sont une unité déployable de base et minimale qui rassemble un ou plusieurs conteneurs et leur fournit un environnement d'exécution isolé. Les pods sont la pierre angulaire de l'hébergement et de la gestion des conteneurs dans Kubernetes.

4. Services : une abstraction qui fournit un point d'accès persistant à un groupe de pods et un équilibrage de charge entre eux.

5. Composants facultatifs :

• Le contrôleur de réplication permet d'exécuter et de gérer plusieurs instances de pods pour améliorer la résilience et l'évolutivité des applications.
• Les volumes persistants permettent aux applications de conserver les données dans un stockage persistant même lors du redémarrage ou du déplacement des pods.
• Les configurations et les secrets incluent ConfigMaps pour stocker les données de configuration et Secrets pour stocker en toute sécurité des informations sensibles telles que des mots de passe ou des clés d'accès.
• Ingress Controller assure la gestion du trafic réseau entrant dans le cluster, permettant la configuration du routage et de l'équilibrage de charge pour les services.
• NomspaCes sont utilisés pour le partitionnement logique et l'isolation des ressources dans le cluster, permettant la création de groupes virtuels pour les applications et les utilisateurs.
• Kubernetes s'intègre à divers systèmes de surveillance et de journalisation, tels que Prometheus, Grafana, ELK Stack et autres, pour fournir une observabilité et une analyse de la santé des clusters et des applications.

Kubernetes tâches

Le système de gestion des conteneurs effectue un certain nombre de tâches importantes liées à la gestion des conteneurs :

• Déploiement des conteneurs et gestion des statuts. Kubernetes offre la possibilité de démarrer, d'arrêter et de redémarrer des conteneurs. Cela garantit que les applications requises sont en cours d'exécution et mises à jour.
• Mise à l'échelle des applications. Kubernetes permet aux applications d'être mises à l'échelle en exécutant plusieurs conteneurs simultanément sur un grand nombre d'hôtes. Cela garantit une utilisation plus efficace des ressources et améliore la résilience du système.
• L'équilibrage de charge. Kubernetes équilibre automatiquement la charge entre les conteneurs, en la répartissant uniformément et en garantissant des performances optimales du système. En utilisant le Kubernetes API, Kubernetes regroupe les conteneurs de manière logique, définit leurs pools et leur placement, ce qui favorise une utilisation efficace des ressources.

Kubernetes processus d'installation

Les Kubernetes service que vous pouvez de commander dans l' Serverspace panneau de configuration en sélectionnant la version, l'emplacement du cluster et en configurant CPU, RAM et le nombre de nœuds. Là, vous pouvez également connecter le tableau de bord dans le panneau. Mais comment commencer à travailler ?

Vous pouvez créer et supprimer des clusters, modifier leur configuration et ajouter et supprimer des nœuds via notre panneau de contrôle. Pour les autres tâches, vous aurez besoin d'outils de ligne de commande spécialement conçus pour fonctionner avec des clusters.

kubectl est un Kubernetes utilitaire de commande. Avec lui, vous pouvez exécuter une variété de commandes pour interagir avec votre Kubernetes groupes. Kubectl offre la possibilité de déployer des applications, de surveiller et de gérer les ressources du cluster et d'afficher les journaux. Pour une liste complète des fonctionnalités de kubectl, consultez la documentation officielle disponible sur le Kubernetes en ligne.

Regardons l'installation de l'utilitaire sur Ubuntu. Vous devez d'abord utiliser la commande suivante :

Pour se connecter à un Kubernetes cluster à partir de la ligne de commande, vous aurez besoin d'un fichier de configuration contenant des certificats d'authentification et d'autres informations de connexion. Suivez ces étapes pour télécharger le fichier sur votre ordinateur ou votre serveur et l'importer.

Téléchargez le fichier de configuration sur votre ordinateur ou votre serveur :

Vous devez maintenant vous connecter au cluster.
Pour vérifier la connexion au cluster, obtenez les informations d'état du cluster :

Une connexion réussie se traduira par l'adresse à laquelle Control Plane s'exécute :

Pour déboguer et diagnostiquer davantage les problèmes de cluster, utilisez "kubectl cluster-info dump".

Si kubectl n'est pas configuré correctement ou ne peut pas se connecter au Kubernetes cluster, le message suivant apparaîtra dans la console :
La connexion au serveur "xxx.xxx.xxx.xxx:yyy" a été refusée - avez-vous spécifié le bon hôte ou port ?

Utilisez la commande suivante pour diagnostiquer les erreurs de connexion, qui génère des informations détaillées :

Vous pouvez utiliser le Kubernetes aide-mémoire pour travailler avec kubectl et se familiariser avec les bases Kubernetes commandes.