Qu’est-ce qu’un conteneur Linux ?

Aujourd’hui, les conteneurs Linux sont devenus des outils incontournables du développement logiciel moderne. Ils permettent de conditionner facilement une application avec toutes ses dépendances. De nombreuses plateformes actuelles, telles que Docker, Kubernetes, Red Hat OpenShift, Microsoft Azure et bien d’autres, s’appuient sur les conteneurs Linux pour leurs avantages en termes d’efficacité, de portabilité et de sécurité.

Comme la plupart des applications et outils construits sur Linux, les conteneurs Linux sont open source, ce qui signifie que leur code est librement accessible et utilisable par tous. Ces conteneurs et leurs nombreuses fonctionnalités sont intégrés aux distributions Linux, que maintient et améliore en continu une vaste communauté mondiale de développeurs.

Linux est aujourd’hui l’un des systèmes d’exploitation open source les plus populaires au monde. Créé en 1991 par Linus Torvalds, il s’est rapidement imposé comme une alternative largement adoptée aux systèmes d’exploitation propriétaires comme Windows et macOS. L’OS Linux repose sur le noyau Linux, un programme central qui contrôle des composants essentiels du système informatique, tels que les réseaux, l’utilisation du processeur (CPU), les pilotes ou encore les systèmes de fichiers.

Depuis son invention, le noyau Linux est devenu la pierre angulaire des distributions Linux, qui sont des versions open source régulièrement mises à disposition des utilisateurs. Aujourd’hui, Linux alimente une vaste gamme d’appareils et d’applications modernes et est utilisé par certaines des plus grandes entreprises mondiales dans les domaines des technologies, des logiciels et de l’informatique.

Les conteneurs sont des unités logicielles exécutables qui regroupent le code d’une application ainsi que ses bibliothèques et dépendances, permettant à ce code de s’exécuter dans différents écosystèmes. Les conteneurs reposent sur plusieurs composants essentiels. Par exemple, les fichiers binaires jouent un rôle clé : ils permettent à chaque fichier et à son code applicatif de s’exécuter dans n’importe quel environnement de calcul.

Les conteneurs exploitent une forme de virtualisation du système d’exploitation : les fonctionnalités du noyau sont utilisées pour isoler les processus et contrôler l’accès aux ressources (CPU, mémoire, espace disque). Plus portables et plus économes en ressources que les machines virtuelles (VM), les conteneurs sont devenus incontournables dans les applications modernes cloud-native, à l’image de Netflix, Spotify, AirBnB et bien d’autres.

Les conteneurs Linux exécutent des applications dans des environnements isolés sur un système hôte unique qui utilise Linux comme système d’exploitation. Au cœur de leur fonctionnement se trouve la ligne de commande, ou shell, qui offre aux utilisateurs une interface textuelle pour contrôler le système Linux.

Les conteneurs Linux ressemblent aux machines virtuelles (VM) en ce sens que ces deux méthodes de virtualisation sont largement utilisées et constituent la base du cloud computing et de la distribution de nombreuses applications professionnelles modernes. Cependant, il existe quelques différences notables.

Les VM virtualisent le matériel et l’infrastructure informatique, tandis que les conteneurs Linux virtualisent uniquement le système d’exploitation, ce qui les rend plus légers et portables. En outre, les méthodes de virtualisation sur lesquelles s’appuient les machines virtuelles et les conteneurs Linux sont légèrement différentes. Dans une machine virtuelle, un composant logiciel appelé hyperviseur fournit l’isolation des ressources nécessaire, alors que dans un conteneur Linux, cette isolation est assurée par une image du conteneur.

Ces cinq caractéristiques fondamentales permettent aux conteneurs Linux d’assurer leur fonctionnement unique.

Le concept de conteneurisation existe depuis les années 1970, lorsque Unix a introduit un système appelé chroot. Unix, un système d’exploitation populaire, permettait aux utilisateurs de contrôler les ressources matérielles et logicielles d’un ordinateur ou d’un appareil électronique. Chroot se distinguait en permettant l’isolation des processus au sein d’un système, une innovation qui a ouvert la voie aux technologies de conteneurs.

D’autres approches, comme AIX Workload Partitions ou FreeBSD jails, ont également proposé une isolation de processus et une virtualisation du système similaires, mais aucune n’a connu une adoption aussi massive. En 2013, l’arrivée de Docker, une plateforme open source de gestion de conteneurs, a propulsé l’adoption généralisée de ces technologies dans l’écosystème moderne des applications, simplifiant comme jamais la création, la gestion et le déploiement des conteneurs.

La domination des conteneurs sur le marché des applications modernes ne peut être surestimée, en particulier pour les applications cloud-native et basées sur des microservices. Selon un rapport récent, le marché mondial des conteneurs était estimé à 5,85 milliards USD l’an dernier, et il devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 33 % au cours des cinq prochaines années.¹

Les conteneurs d’applications sont des conteneurs qui exécutent des processus et des workloads uniques, ce qui permet aux utilisateurs de créer et de supprimer des conteneurs sans affecter d’autres processus ou fonctionnalités de l’application. Les conteneurs d’applications (et plus particulièrement Docker) ont joué un rôle essentiel dans l’essor des applications largement utilisées aujourd’hui telles que Facebook, MS Word et Zoom. S’il existe des technologies de noyau Linux open source plus récentes, comme Ubuntu et system-nspawn, les conteneurs Linux connaissent toujours un grand succès et présentent de nombreux avantages.

En tant que projet open source, les conteneurs Linux évoluent en permanence, portés par une communauté mondiale de développeurs qui enrichissent constamment leurs fonctionnalités et améliorent l’expérience utilisateur. Voici quelques-uns de leurs avantages les plus populaires :

• Partage de ressources : contrairement aux machines virtuelles, qui ont besoin d’une autre instance de système d’exploitation pour fonctionner, les conteneurs Linux partagent le noyau d’un système hôte, ce qui les rend plus efficaces et portables dans divers environnements informatiques.

• Intégration Linux : en raison de leur intégration avec le noyau Linux, les conteneurs Linux restent proches du système d’exploitation Linux, ce qui permet une utilisation des ressources plus efficace qu’avec d’autres technologies de virtualisation, telles que les machines virtuelles et les hyperviseurs.

• Provisionnement à la demande et mise à l’échelle automatique : grâce à leurs temps de démarrage très courts et à leurs faibles besoins en ressources, les conteneurs Linux sont parfaitement adaptés au provisionnement à la demande et à la mise à l’échelle automatique – des capacités essentielles dans les environnements cloud et cloud hybride.

• Sécurité renforcée : les conteneurs Linux offrent des fonctionnalités de sécurité améliorées grâce à l’isolation et au contrôle des ressources. Il existe également des modules de sécurité spécialisés, dédiés aux différents processus Linux, qui sont publiés et mis à jour sur les distributions Linux. Parmi les exemples, citons AppArmor, un module de sécurité du noyau Linux qui limite la façon dont les processus peuvent s’exécuter à l’intérieur des conteneurs.

• Réduction des frais généraux : les conteneurs Linux optimisent l’utilisation des ressources et renforcent l’évolutivité en permettant à plusieurs conteneurs de s’exécuter simultanément sur un seul système hôte et un seul système d’exploitation. Cette caractéristique des conteneurs Linux permet de réduire considérablement le surcoût lié à l’exécution simultanée des systèmes d’exploitation, une exigence qu’ont de nombreuses autres technologies de virtualisation.

• Orchestration améliorée : l’orchestration des conteneurs (souvent via Kubernetes) permet d’automatiser les processus de gestion des conteneurs Linux, comme le déploiement et la mise à l’échelle. Les conteneurs Linux offrent un contrôle granulaire sur la gestion des conteneurs, ce qui permet aux développeurs de coordonner et de gérer plus facilement le déploiement d’applications conteneurisées à grande échelle.

En raison de leurs nombreuses caractéristiques et de la réussite du modèle de distribution open source de Linux, les conteneurs Linux sont utilisés dans de nombreux secteurs et couvrent une large variété de cas d’utilisation. Voici quelques-uns des plus populaires.

L’architecture de type microservices est une approche architecturale cloud native du développement logiciel, selon laquelle une seule application est créée à partir de composants indépendants plus petits.Aujourd’hui, l’approche microservices est utilisée dans de nombreux environnements de développement logiciel en raison de sa vitesse, de son évolutivité et de sa flexibilité.

Les conteneurs Linux sont idéaux pour les architectures de microservices. Ils permettent aux développeurs de déployer facilement des microservices indépendants qui peuvent être reliés entre eux afin de créer des applications complexes et distribuées.

Les pratiques DevOps et d’intégration/livraison continues (CI/CD) visent à automatiser le développement et la mise en production des logiciels.

Les conteneurs Linux renforcent ces approches à plusieurs niveaux. Premièrement, les conteneurs Linux contribuent à garantir la cohérence des environnements de production sur l’ensemble du pipeline CI/CD afin qu’au moment où un logiciel est publié, il fonctionne comme prévu. 

Deuxièmement, ils automatisent les tâches de construction, de test et de déploiement d’applications, permettant aux développeurs de gagner du temps et d’économiser leurs ressources. Enfin, les conteneurs Linux sont plus légers que les autres types de virtualisation, ce qui permet aux équipes DevOps de réduire le coût de l’infrastructure informatique dont elles ont besoin pour respecter leurs délais.

La plupart des entreprises modernes doivent déployer leurs applications métiers principales sur un mélange de plateformes cloud publiques et privées, une architecture appelée hybrid cloud.

Les conteneurs Linux s’avèrent idéaux dans ce contexte grâce à leur portabilité et à leur optimisation des ressources. Les conteneurs Linux peuvent contribuer à améliorer l’efficacité des environnements de cloud hybride, à booster considérablement les performances des applications et à minimiser les coûts opérationnels.

Dans le cadre des initiatives continues de transformation numérique, de nombreuses entreprises doivent développer et améliorer le fonctionnement de leurs applications, en recherchant constamment de nouvelles technologies et de nouveaux outils susceptibles de leur offrir un avantage concurrentiel.

Selon l’IBM Institute of Business Value, 83 % des dirigeants considèrent la modernisation de leurs applications comme un pilier central de leur stratégie. Les conteneurs Linux accélèrent ce processus en prenant des applications héritées construites sur du code et une infrastructure anciens, et en isolant leurs dépendances, ce qui permet de les déployer plus facilement et efficacement dans des environnements modernes.