L’orchestration de conteneurs automatise la mise à disposition des conteneurs, leur déploiement, leur mise en réseau, leur mise à l’échelle, leur disponibilité et la gestion de leur cycle de vie. La plateforme d’orchestration de conteneurs la plus populaire à l’heure actuelle est Kubernetes, c’est pourquoi la plupart des grands fournisseurs de services de cloud public proposent des services Kubernetes gérés, notamment Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform, IBM Cloud et Microsoft Azure. Il existe néanmoins d’autres outils sur le marché, tels que Docker Swarm et Apache Mesos.

Les conteneurs sont des composants d’application légers et exécutables qui regroupent le code source de l’application et toutes les bibliothèques et dépendances du système d’exploitation nécessaires à l’exécution du code dans n’importe quel environnement. 

La possibilité de créer des conteneurs existe depuis des décennies, mais elle s’est démocratisée en 2008 lorsque Linux a inclus la fonctionnalité de conteneur au sein de son noyau, avant de généraliser largement avec l’arrivée de la plateforme de conteneurisation open source Docker en 2013. (Docker est si populaire que les termes « conteneurs Docker » et « conteneurs » sont souvent utilisés de manière interchangeable). 

Parce qu’ils sont plus petits, plus économes en ressources et plus portables que les machines virtuelles, les conteneurs, et plus précisément les microservices conteneurisés ou les fonctions sans serveur, se sont imposés de facto comme les unités de calcul des applications cloud natives modernes. (Pour en savoir plus sur les avantages des conteneurs, consultez la présentation interactive ci-dessous.)

Il est assez facile de déployer et de gérer manuellement un petit nombre de conteneurs. Or, le nombre d’applications conteneurisées augmente rapidement dans la plupart des organisations, si bien que leur gestion à grande échelle, en particulier dans le cadre d’un pipeline d’intégration continue/de distribution continue (CI/CD) ou de DevOps, s’avère impossible sans automatisation.

L’orchestration de conteneurs permet d’automatiser les tâches liées au déploiement et à l’exécution d’applications et de services conteneurisés. Selon une récente étude d’IBM (PDF, 1,4 Mo), 70 % des développeurs qui ont recours aux conteneurs déclarent utiliser une solution d’orchestration, et 70 % d’entre eux déclarent utiliser un service entièrement géré (dans le cloud).

Bien que les méthodologies et les capacités diffèrent d’un outil à l’autre, l’orchestration de conteneurs se déroule essentiellement en trois étapes (ou en un cycle, lorsqu’elle fait partie d’un pipeline agile ou DevOps itératif).

La plupart de ces outils s’appuient sur un modèle de configuration déclaratif : un développeur rédige un fichier de configuration (en YAML ou JSON selon l’outil) qui définit l’état de configuration souhaité ; puis l’outil d’orchestration exécute le fichier dans le but d’atteindre cet état en faisant appel à sa propre intelligence. En règle générale, le fichier de configuration :

• définit les images de conteneurs qui composent l’application et leur emplacement (c’est-à-dire le registre) ;
  
  
• fournit aux conteneurs diverses ressources, notamment en matière de stockage ;
  
  
• définit et sécurise les connexions réseau entre les conteneurs ;
  
  
• spécifie la version (pour les rollouts progressifs ou canari).

L’outil d’orchestration planifie le déploiement des conteneurs (et des répliques de conteneurs pour plus de résilience) sur un hôte, et choisit le meilleur hôte en fonction de la capacité CPU et de la mémoire disponibles, ou d’autres exigences ou contraintes spécifiées dans le fichier de configuration. 

Une fois les conteneurs déployés, l’outil d’orchestration gère le cycle de vie de l’application conteneurisée en fonction du fichier de définitions des conteneurs (très souvent un fichier Docker). Ces définitions incluent : 

• la gestion de la mise à l’échelle (vers le haut et vers le bas), de l’équilibrage de la charge et de l’allocation des ressources entre les conteneurs ;
  
  
• le maintien de la disponibilité et des performances grâce au réadressage des conteneurs vers un autre hôte en cas de panne ou de pénurie de ressources système ;
  
  
• la collecte et le stockage des données de journal et autre télémétrie utilisée pour surveiller l’état de santé et les performances de l’application.

Avantages de l’orchestration de conteneurs

Il apparaît assez clairement que le principal avantage de l’orchestration de conteneurs est l’automatisation, et pas seulement parce qu’elle permet de gérer un vaste parc d’applications conteneurisées de manière beaucoup plus simple et efficace. L’automatisation donne la possibilité d’adopter une approche agile ou DevOps, des cycles de développement et de déploiement rapides et itératifs, et donc de publier de nouvelles fonctionnalités et capacités plus rapidement.

En outre, l’intelligence des outils d’orchestration améliore ou étend de nombreux avantages inhérents à la conteneurisation. Par exemple, l’automatisation de la sélection des hôtes et de l’allocation des ressources, sur la base d’une configuration déclarative, optimise l’utilisation des ressources informatiques, tandis que l’automatisation de la surveillance de l’état de santé et du réadressage des conteneurs optimise la disponibilité.

Comme indiqué ci-dessus, Kubernetes est la plateforme d’orchestration de conteneurs la plus populaire. En association avec d’autres outils de l’écosystème de conteneurs, le système permet aux entreprises de proposer un service PaaS (Plateforme-as-a-Service) haute performance qui prend en charge une grande partie des tâches et des problèmes liés à l’infrastructure et aux opérations dans le cadre du développement d’applications cloud natives. Ainsi, les équipes de développement peuvent se concentrer exclusivement sur le codage et l’innovation.

Les avantages offerts par Kubernetes par rapport à d’autres solutions d’orchestration résultent en grande partie de ses fonctionnalités plus complètes et plus sophistiquées dans plusieurs domaines, notamment :

• Le déploiement de conteneurs. Kubernetes déploie un nombre spécifique de conteneurs sur un hôte donné et les maintient dans l’état souhaité.
  
  
• Les rollouts. Un rollout est une modification apportée à un déploiement. Kubernetes vous permet d’initier, de mettre en pause, de reprendre ou d’annuler des rollouts.
  
  
• La découverte de services. Kubernetes peut automatiquement exposer un conteneur à Internet ou à d’autres conteneurs à l’aide d’un nom DNS ou d’une adresse IP.
  
  
• La mise à disposition d’espace de stockage. Les développeurs peuvent faire en sorte que Kubernetes installe un espace de stockage local ou cloud permanent pour vos conteneurs, en fonction des besoins.
  
  
• L’équilibrage de la charge et la mise à l’échelle. En cas de pic de trafic vers un conteneur, Kubernetes peut faire appel à une fonction d’équilibrage de charge et de mise à l’échelle afin de le répartir sur le réseau et d’assurer stabilité et performances. (Cela évite également aux développeurs d’avoir à configurer un équilibreur de charge.)
  
  
• L’auto-réparation pour garantir une haute disponibilité. Lorsqu’un conteneur tombe en panne, Kubernetes est capable de le redémarrer ou de le remplacer automatiquement. Il peut également mettre hors service les conteneurs qui ne répondent pas à vos exigences en matière de contrôle de l’état de santé du système.
  
   
• La prise en charge et la portabilité auprès de plusieurs fournisseurs de services cloud. Comme indiqué précédemment, Kubernetes est pris en charge par les principaux fournisseurs de services cloud. Ce point est particulièrement important pour les organisations qui souhaitent déployer des applications dans un environnement de cloud hybride ou multicloud hybride.
  
  
• Un écosystème croissant d’outils open source. Kubernetes bénéficie également d’une gamme élargie d’outils permettant d’améliorer ses capacités via l’API Kubernetes. Il s’agit notamment de Knative, qui permet aux conteneurs de fonctionner comme des charges de travail sans serveur, et d’Istio, un maillage de services open source. 

En savoir plus sur Kubernetes