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Avec l’essor des architectures microservices et du cloud computing, la gestion des conteneurs à grande échelle est devenue un défi majeur. Kubernetes (K8s) s’impose comme la solution d’orchestration incontournable pour automatiser le déploiement, la gestion et la scalabilité des applications conteneurisées. Dans cet article, nous allons explorer en détail son architecture, ses composants et ses meilleures pratiques.
Docker simplifie la conteneurisation, mais lorsqu’il faut gérer des centaines ou milliers de conteneurs sur plusieurs serveurs, Kubernetes devient indispensable.
✔ Automatisation du déploiement et de la gestion des conteneurs.
✔ Scalabilité dynamique : Ajout ou suppression de conteneurs en fonction de la charge.
✔ Résilience : Redémarrage automatique des conteneurs en cas de panne.
✔ Gestion avancée du réseau et du stockage.
✔ Support natif du multi-cloud et des architectures hybrides.
Kubernetes repose sur une architecture distribuée composée de nœuds et d’un plan de contrôle.
📌 Composants principaux :
➡ API Server (kube-apiserver) : Interface REST qui gère les requêtes du cluster.
➡ Scheduler (kube-scheduler) : Assigne les pods aux nœuds en fonction des ressources disponibles.
➡ Controller Manager (kube-controller-manager) : Gère les contrôleurs (scaling, auto-healing).
➡ Etcd : Base de données distribuée qui stocke l’état du cluster.
Chaque nœud exécute des pods et est équipé des services suivants :
➡ Kubelet : Agent qui communique avec l’API Server.
➡ Container Runtime : Moteur de conteneurisation (Docker, containerd, CRI-O).
➡ Kube-proxy : Gère la communication réseau entre les pods et services.
📌 Schéma simplifié d’un cluster Kubernetes :
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| Control Plane |
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| – API Server |
| – Scheduler |
| – Controller Manager |
| – etcd |
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| (API Calls)
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| Worker Node 1 |
|—————————–|
| – Kubelet |
| – Kube-proxy |
| – Containers (Pods) |
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|
+—————————–+
| Worker Node 2 |
|—————————–|
| – Kubelet |
| – Kube-proxy |
| – Containers (Pods) |
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Un Pod est l’unité d’exécution contenant un ou plusieurs conteneurs partageant un même réseau et stockage.
📌 Exemple de Pod YAML :
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apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: my-app spec: containers: - name: app image: nginx ports: - containerPort: 80 |
🔹 Commande pour créer un Pod :
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1 |
kubectl apply -f pod.yaml |
Les Pods sont éphémères, un Service permet d’exposer un Pod ou un ensemble de Pods de manière stable.
📌 Types de Services :
📌 Exemple de Service NodePort :
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apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: type: NodePort selector: app: my-app ports: - port: 80 targetPort: 80 nodePort: 30000 |
Un Deployment permet d’automatiser le déploiement et la mise à jour des Pods.
📌 Exemple de Deployment avec 3 réplicas :
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apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: my-app spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: my-app template: metadata: labels: app: my-app spec: containers: - name: my-app image: nginx ports: - containerPort: 80 |
🔹 Commande pour déployer l’application :
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1 |
kubectl apply -f deployment.yaml |
Les Volumes Persistants (PersistentVolumes – PV) permettent aux conteneurs de conserver leurs données même après leur redémarrage.
📌 Exemple de Persistent Volume et Persistent Volume Claim :
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apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: pv-data spec: capacity: storage: 10Gi accessModes: - ReadWriteOnce hostPath: path: "/data" |
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apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: pvc-data spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 5Gi |
🔐 Bonnes pratiques de sécurité :
✔ RBAC (Role-Based Access Control) : Limiter les permissions aux utilisateurs.
✔ Network Policies : Restreindre le trafic entre les Pods.
✔ Chiffrement des secrets : Stocker les credentials avec Kubernetes Secrets.
✔ Pod Security Policies : Restreindre les privilèges des conteneurs.
Kubernetes s’intègre parfaitement dans un pipeline CI/CD avec Jenkins, GitLab CI/CD, ArgoCD.
📌 Pipeline CI/CD Kubernetes :
1️⃣ Build d’une image Docker (docker build).
2️⃣ Push vers un registre (Docker Hub, AWS ECR, GCR).
3️⃣ Mise à jour du Deployment Kubernetes (kubectl rollout restart).
Helm permet de gérer des applications Kubernetes sous forme de packages appelés Charts.
📌 Installation de Nginx avec Helm :
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helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable helm install my-nginx stable/nginx |
Kubernetes est la solution ultime pour gérer les applications conteneurisées à grande échelle. Sa robustesse et son écosystème riche en font un standard dans les architectures DevOps et Cloud Native.
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