Guide complet d'intégration de Docker avec Kubernetes : concepts, exemples et bonnes pratiques

Technologie des conteneurs est la pierre angulaire de la modernisation des applications. Il vous permet d'encapsuler des applications ainsi que toutes leurs dépendances dans une unité portable qui peut s'exécuter de manière uniforme dans n'importe quel environnement, qu'il soit sur site, dans le cloud ou hybride. Les conteneurs isolent les applications du système d'exploitation hôte et des autres conteneurs, en utilisant des fonctionnalités inhérentes au noyau du conteneur. Linux tels que les espaces de noms et les cgroups. Pour une analyse plus approfondie de la manière de définir des configurations répétables, vous pouvez également consulter notre article sur Qu'est-ce que YAML et comment l'utiliser dans Kubernetes.

Parmi ses avantages, on peut citer : isolation, portabilité, légèreté et modularité. Ces fonctionnalités, ainsi que la possibilité de lancer rapidement des instances et de maintenir la cohérence de l'environnement, les rendent idéales pour le cycle de vie complet du développement à la production. Les technologies de conteneurs populaires incluent Docker, Podman, Kubernetes (en tant qu'orchestrateur) et CRI-O.

Qu'est-ce que Docker ? Fondamentaux et fonctionnalités

Docker C'est la plateforme de conteneurisation la plus utilisée, spécialisée dans le packaging d'applications et de toutes leurs dépendances dans ce que nous appelons des conteneurs. Avec Docker, les développeurs peuvent s'assurer que leur application fonctionne de la même manière quel que soit l'environnement, éliminant ainsi les problèmes liés à l'écart entre le développement et la production.

Une Image Docker Il s'agit d'un modèle qui inclut le système d'exploitation, le code source, les bibliothèques et les configurations nécessaires. Ces images sont créées grâce à un Dockerfile, ou automatiquement dans certains frameworks modernes comme Spring Boot en utilisant des plugins spécifiques. Lorsqu'elle est exécutée, une image devient une récipient, une instance légère et isolée avec tout le nécessaire pour exécuter l'application.

Avantages de Docker: portabilité, automatisation du déploiement, contrôle des versions, rapidité de Botte, modularité et une communauté active qui contribue à améliorer encore l'écosystème.

Kubernetes : orchestration de conteneurs à grande échelle

Kubernetes, abrégé en K8s, est le principal orchestrateur de conteneurs. Automatise le déploiement, la gestion, la mise à l'échelle et le fonctionnement des applications conteneurisées. Il a été créé par Google et est désormais un projet open source maintenu par la CNCF et une communauté mondiale.

Contrairement à Docker, qui gère seul la conteneurisation, Kubernetes gère plusieurs conteneurs répartis sur plusieurs nœuds, offrant une haute disponibilité, une évolutivité, une automatisation, une auto-réparation et un équilibrage de charge.

Leur Éléments essentiels comprennent:

• Pods : L'unité minimale de déploiement, qui peut contenir un ou plusieurs conteneurs partageant un réseau et stockage.
• Les services Ils fournissent un accès stable et abstrait aux pods, gérant le trafic via des politiques réseau et un équilibrage de charge.
• Déploiements : Ils gèrent le cycle de vie du pod, en garantissant que le nombre souhaité de répliques est maintenu et en facilitant les mises à niveau ou les restaurations.
• ConfigMaps et secrets : Ils stockent la configuration et les données sensibles, permettant une injection dynamique dans les pods.
• Espaces de noms: Ils permettent de diviser le cluster en environnements logiques pour organiser les ressources et isoler les projets ou les équipes.

Comparaison : Docker Compose vs Kubernetes

Docker Compose y Kubernetes Ils répondent à des besoins différents, même s’ils sont liés. Docker Compose simplifie la définition et la gestion des applications multi-conteneurs dans des environnements locaux ou de développement, à l'aide de fichiers docker-compose.yml. Il vous permet de lancer plusieurs services, réseaux et volumes avec une seule commande, facilitant ainsi les tests et la collaboration.

Kubernetes Il va beaucoup plus loin : il est conçu pour les déploiements à grande échelle en production, orchestrant des conteneurs distribués sur plusieurs nœuds, gérant la haute disponibilité, la mise à l'échelle automatique, la reprogrammation des pods en panne, et bien plus encore. De nombreuses équipes commencent avec Compose et migrent vers Kubernetes à mesure que la complexité ou le besoin d'évolutivité augmente.

Transition de Docker Compose vers Kubernetes avec Kompose

Pour les équipes qui ont déjà des applications définies dans Docker Compose, la migration vers Kubernetes peut sembler complexe. C'est ici Komposé occupe le devant de la scène : c'est un outil de ligne d'action commandes conçu pour convertir automatiquement les fichiers docker-compose.yml dans les manifestes Kubernetes (YAML), tels que déploiements y services, accélérant la transition et réduisant les erreurs manuelles.

Le processus avec Kompose est simple et se compose de quatre étapes de base :

1. Installation: Téléchargez le binaire depuis le référentiel officiel et placez-le dans votre PATH.
2. Préparation de docker-compose.yml : Révisez et mettez à jour votre fichier pour refléter les paramètres souhaités (services, réseaux, volumes, etc.).
3. Conversion: Courir kompose convert pour générer les manifestes Kubernetes.
4. Déploiement: utilisation kubectl apply -f pour apporter des ressources au cluster Kubernetes.

Cet outil vous permet d’exploiter les travaux antérieurs dans Compose et de les accélérer dans des environnements de production plus avancés.

Intégration pratique : création et déploiement d'images Docker sur Kubernetes

Le flux de travail de déploiement typique comprend les étapes suivantes :

• Construction de l'image : utilisation des outils comme Dockerfile pour construire votre image à partir du code et des dépendances.
• Étiquetage et push : Téléchargez l'image sur un registre de conteneurs tels que Docker Hub, Google Container Registry ou Azure Container Registry, afin que Kubernetes puisse y accéder.
• Création du cluster Kubernetes : Cela peut être fait localement (avec Minikube ou Docker Desktop), dans le cloud (GKE, EKS, AKS) ou sur site.
• Déploiement: Définissez vos manifestes YAML (Déploiement, Service, ConfigMap, Secret, etc.) et déployez l'application en utilisant kubectl apply -f.
• Présentation du service : Créer un Services (ClusterIP, NodePort ou LoadBalancer) pour rendre les pods accessibles, soit depuis l'intérieur du cluster, soit depuis l'extérieur.
• Surveillance et tests : Validez le déploiement en accédant au point de terminaison exposé et en utilisant des outils tels que kubectl get pods pour vérifier l'état du déploiement.

Exemple avancé : intégration d'applications Spring Boot

L’une des intégrations les plus demandées est celle des applications Java avec Spring Boot. Il existe des outils tels que Paquet Buildpacks et des plugins Maven qui vous permettent de créer automatiquement des images Docker sans avoir à écrire un Dockerfile. Simplement courir ./mvnw spring-boot:build-image -Dspring-boot.build-image.imageName=miapp:latest L'image est obtenue prête à être mise en production, en respectant les meilleures pratiques et en garantissant la compatibilité.

La prochaine étape est l’intégration avec ConfigMaps et secrets pour gérer la configuration dans le cluster et faciliter l'intégration avec Docker Compose dans les environnements de développement.

Manifestes Kubernetes : déploiement, service, ConfigMap, secret, espace de noms

Kubernetes gère les ressources à l'aide de fichiers manifeste Format YAML (ou JSON). Chaque ressource remplit une fonction spécifique et il est important de connaître sa structure et son utilité :

• Déploiement: Gère le cycle de vie du pod et maintient le nombre souhaité de répliques, tout en facilitant les mises à niveau sans temps d'arrêt.
• Service clients : Permet l'accès, la découverte et l'équilibrage du trafic vers les pods.
• ConfigMap : Stocke la configuration non sensible qui peut être injectée en tant que variables d'environnement ou montée en tant que fichiers.
• Secrète: Stocke des données sensibles telles que des mots de passe ou des certificats, codées en base64.
• Espace de noms: Segmentez et organisez les ressources au sein du cluster pour une meilleure gestion multi-équipes ou multi-projets.

Pour une intégration avancée, les règles d’accès sont définies à l’aide Rôle y Liaison de rôle, garantissant que seuls les utilisateurs ou services autorisés peuvent modifier ou lire certaines ressources dans les espaces de noms.

Contrôles de santé et surveillance avec Spring Boot Actuator

Dans des environnements réels, le surveillance c'est essentiel. Spring Boot Actuator, par exemple, expose les points de terminaison HTTP (/actuator/health, /actuator/ready) qui peut être utilisé par Kubernetes pour déterminer si les pods sont prêts à recevoir du trafic (état de préparationSonde) ou s'il y a une panne grave qui nécessite le redémarrage du conteneur (vivacitéSonde).

La configuration de ces sondes dans les manifestes de déploiement est essentielle pour obtenir des applications résilientes et autogérées capables de récupérer des erreurs sans intervention manuelle.

Stratégies d'intégration Docker pour Kubernetes

Pour les scénarios avancés, il est courant de rencontrer des situations où vous devez exécuter Docker à l'intérieur d'un pod, par exemple pour les pipelines CI/CD comme Jenkins. Il existe trois stratégies principales :

• Docker dans Docker (DinD) : Installez Docker Engine dans le même conteneur. Il est fonctionnel, mais il comporte des risques de sécurité, des problèmes de compatibilité de stockage et n'est pas recommandé pour la production.
• Docker hors de Docker (DooD) : L'application accède au démon Docker du nœud hôte en montant son socket. Il améliore les performances et évite la duplication des démons, mais présente toujours des risques de sécurité et de gestion des ressources indépendants de la volonté de Kubernetes.
• Docker Sidecar : Déployez un conteneur supplémentaire dans le pod qui agit comme Docker Engine et expose son socket sur le réseau local, en ajoutant des plugins d'autorisation pour atténuer les risques. Bien que cela réduise certains problèmes, cela nécessite toujours des privilèges et des soins particuliers.

recommandation: Dans la mesure du possible, utilisez des outils sans démon pour construire des images, en évitant les problèmes et les risques des solutions précédentes.

Installation de Docker et Kubernetes : Windows et Linux

En Windows, le moyen le plus simple est d'utiliser Bureau Docker, qui vous permet d'activer Kubernetes comme environnement de développement local. Le processus est le suivant :

• Téléchargez et installez Docker Desktop depuis le site officiel.
• Activez l’option Kubernetes dans la configuration.
• Utiliser kubectl (est intégré) pour gérer les ressources.

Pour les environnements de production, ou lorsque davantage de contrôle est requis, vous pouvez installer Minikube ou directement dans Machines virtuelles ou métal nu.

Sous Linux (par exemple Ubuntu 22.04):

• Mettre à jour le système avec sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade.
• Installer Docker avec sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin.
• Installez Kubernetes en ajoutant le référentiel officiel et en exécutant sudo apt-get install -y kubeadm.
• Initialiser le cluster avec sudo kubeadm init --pod-network-cidr 10.244.0.0/16.
• Configurer kubectl copier le fichier de configuration dans $HOME/.kube/config et ajuster les autorisations.

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Isaac

Écrivain passionné par le monde des octets et de la technologie en général. J'aime partager mes connaissances à travers l'écriture, et c'est ce que je vais faire dans ce blog, vous montrer toutes les choses les plus intéressantes sur les gadgets, les logiciels, le matériel, les tendances technologiques et plus encore. Mon objectif est de vous aider à naviguer dans le monde numérique de manière simple et divertissante.