K comme conducteur du chaos des conteneurs | L'ABC de l'OSS
Aperçu des épisodes
Série : L'ABC des logiciels libres (OSS)
Épisode : Lettre K - Kubernetes
Animateur : Taylor
Sujet : Orchestration de conteneurs, infrastructure cloud native et écosystème Kubernetes
Date de publication : décembre 2025
Table des matières
- Qu'est-ce que Kubernetes ?
- L'histoire des origines : le cadeau open source de Google
- Pourquoi Kubernetes a révolutionné le cloud computing
- Explication des concepts fondamentaux de Kubernetes
- L'écosystème Kubernetes
- Défis et courbe d'apprentissage
- L'avenir de Kubernetes
- Principaux enseignements
Qu'est-ce que Kubernetes ?
Kubernetes (également connu sous le nom de K8s) est une plateforme open source d'orchestration de conteneurs qui automatise le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées. Considérez-la comme un chef d'orchestre pour votre code, qui veille à ce que tous vos conteneurs fonctionnent en harmonie.
L'analogie avec le chef d'orchestre
Tout comme un chef d'orchestre coordonne les musiciens pour créer une musique magnifique, Kubernetes coordonne les conteneurs pour créer des applications fiables et évolutives. Il gère :
- Haute disponibilité: maintenir les applications opérationnelles en cas de défaillance des composants
- Auto-scaling: augmentation des ressources en cas de pics de trafic
- Déploiements sécurisés: prévenir les pannes système pendant les mises à jour
- Équilibrage de charge: répartition efficace du trafic entre les conteneurs
Noms alternatifs
- K8s (numéronyme : K + 8 lettres + s)
- Plateforme d'orchestration de conteneurs
- Système de gestion d'infrastructure cloud natif
L'histoire des origines : le cadeau open source de Google
D'un outil interne à une norme industrielle
En 2014, Google a pris une décision qui a changé la donne : l'entreprise a ouvert le code source de son système interne de gestion des conteneurs, créant ainsi ce que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de Kubernetes. Il ne s'agissait pas d'un simple projet parallèle, mais du fruit de plusieurs années d'expérience de Google dans l'exploitation de milliards de conteneurs en production.
Pourquoi Google a-t-il rendu Kubernetes open source ?
Google exploitait depuis des années des conteneurs à grande échelle à l'aide de ses systèmes internes (Borg et Omega). En rendant cette technologie open source :
- Ils ont normalisé l'orchestration des conteneurs dans l'ensemble du secteur.
- Ils ont favorisé le développement d'une vaste communauté de développeurs.
- Ils ont imposé Kubernetes comme la norme de facto pour les applications cloud natives.
Adoption communautaire
La réaction de la communauté des développeurs a été explosive. En quelques années, Kubernetes est devenu :
- La plateforme par défaut pour exécuter des applications conteneurisées
- Un projet diplômé de la CNCF (Cloud Native Computing Foundation)
- Une compétence essentielle pour les ingénieurs DevOps modernes
- Les fondements de l'architecture applicative native cloud
Pourquoi Kubernetes a révolutionné le cloud computing
Indépendance vis-à-vis des plateformes : la Suisse du cloud
Kubernetes fonctionne partout, ce qui le rend véritablement indépendant du cloud :
- Fournisseurs de cloud public: AWS (EKS), Azure (AKS), Google Cloud (GKE)
- Centres de données privés: infrastructure sur site
- Environnements hybrides: configurations mixtes cloud et sur site
- Edge computing: emplacements distribués en périphérie
- Stratégies multicloud: couvrant plusieurs fournisseurs de cloud
Cette portabilité signifie que vous n'êtes jamais lié à un seul fournisseur.
Évolutivité infinie
Kubernetes s'adapte à partir de :
- Petit: une application web simple sur quelques conteneurs
- Massive: systèmes gérant des millions d'utilisateurs simultanés
- Dynamique: ajustement automatique des ressources en fonction de la demande
La philosophie de mise à l'échelle est simple : il suffit d'ajouter des machines à votre cluster, et Kubernetes s'occupe du reste.
Avantages clés
- Opérations automatisées: auto-réparation, auto-scaling, déploiements automatisés
- Optimisation des ressources: utilisation efficace des infrastructures
- Configuration déclarative: décrivez ce que vous voulez, pas comment le faire.
- Découverte des services: mise en réseau automatique entre les services
- Orchestration du stockage: gestion automatisée du stockage
Explication des concepts fondamentaux de Kubernetes
Pour comprendre Kubernetes, il faut en saisir les éléments fondamentaux. Si la terminologie peut sembler intimidante au premier abord, ces concepts forment un système logique et élégant.
Pods : la plus petite unité de déploiement
Les pods sont l'unité atomique de déploiement dans Kubernetes. Un pod :
- Contient un ou plusieurs conteneurs qui partagent des ressources.
- Représente une instance unique d'un processus en cours d'exécution.
- Partage le réseau et le stockage au sein du pod
- Est éphémère (peut être créé et détruit facilement)
Analogie avec le monde réel: imaginez un pod comme un appartement dans un immeuble. Il peut comporter plusieurs pièces (conteneurs), mais toutes partagent la même adresse et les mêmes équipements.
Nœuds : les machines ouvrières
Les nœuds sont les machines physiques ou virtuelles qui exécutent vos conteneurs. Chaque nœud :
- Exécute l'environnement d'exécution Kubernetes.
- Héberge plusieurs pods
- Communique avec le plan de contrôle
- Fournit des ressources de calcul, de mémoire et de stockage.
Types de nœuds:
- Nœuds de travail: exécuter les charges de travail des applications
- Nœuds maîtres: exécutent les composants du plan de contrôle (dans certaines configurations)
Clusters : groupes de nœuds
Un cluster Kubernetes est un ensemble de nœuds fonctionnant ensemble. Les clusters fournissent :
- Haute disponibilité: si un nœud tombe en panne, les autres prennent le relais.
- Mise en commun des ressources: puissance de calcul combinée de tous les nœuds
- Gestion unifiée: point de contrôle unique pour toutes les ressources
Plan de contrôle : le cerveau de l'opération
Le plan de contrôle est le centre décisionnel de Kubernetes. Il :
- Gère l'état du cluster
- Planifie les pods sur les nœuds
- Répond aux événements de cluster
- Maintient l'état souhaité par rapport à l'état réel
Composants clés du plan de contrôle:
- Serveur API: la porte d'entrée vers Kubernetes
- Planificateur: détermine où les pods s'exécutent
- Gestionnaire de contrôleur: maintient l'état souhaité
- etcd: magasin de clés-valeurs distribué pour les données de cluster
Comment ces composants fonctionnent ensemble
- Vous définissez ce que vous voulez (via des fichiers de configuration YAML)
- Le serveur API reçoit votre demande.
- Le planificateur décide où placer les charges de travail.
- Les contrôleurs garantissent le maintien de l'état souhaité.
- Les nœuds exécutent les conteneurs réels.
- Le système s'auto-répare et s'optimise en continu.
L'écosystème Kubernetes : un immense potluck open source
L'une des plus grandes forces de Kubernetes réside dans son écosystème dynamique. La communauté a développé des milliers d'outils qui étendent les capacités de Kubernetes.
Outils Kubernetes indispensables
Helm : le gestionnaire de paquets
Helm est à Kubernetes ce que npm est à Node.js ou apt à Ubuntu.
- Objectif: gestionnaire de paquets pour les applications Kubernetes
- Fonctionnalité: déploie des applications complexes à l'aide d'une seule commande.
- Helm Charts: modèles préconfigurés pour les applications courantes
- Cas d'utilisation: au lieu d'écrire des centaines de lignes de YAML, installez des piles d'applications complètes à l'aide d'une seule commande.
Exemple:helm install ma-base-de-données postgresql
Prometheus : surveillance et alertes
Prometheus offre une observabilité complète pour les clusters Kubernetes.
- Objectif: collecte et suivi des indicateurs
- Fonctionnalité: base de données chronologique pour les données de performance
- Intégration: prise en charge native de Kubernetes
- Cas d'utilisation: Suivre l'utilisation des ressources, les performances des applications et l'état du système
Ce qu'il surveille:
- Utilisation du processeur et de la mémoire
- Trafic réseau
- Mesures spécifiques à l'application
- Indicateurs commerciaux personnalisés
Istio : gestion du maillage de services
Istio gère la communication entre les services de votre cluster.
- Objectif: maillage de services pour microservices
- Fonctionnalités: gestion du trafic, sécurité et observabilité
- Fonctionnalités: équilibrage de charge, authentification, surveillance
- Cas d'utilisation: gestion de centaines de microservices communiquant entre eux
Principales capacités:
- Communication sécurisée entre services
- Routage avancé du trafic
- Traçage distribué
- Coupure de circuit et injection de défauts
Le paysage de la CNCF
La Cloud Native Computing Foundation (CNCF) héberge des centaines de projets qui fonctionnent avec Kubernetes :
- CI/CD: Argo, Flux, Tekton
- Réseautage: Calico, Cilium, Flannel
- Stockage: Rook, Longhorn, OpenEBS
- Sécurité: Falco, OPA (Open Policy Agent)
- Journalisation: Fluentd, Loki
- Maillage de services: Linkerd, Consul
Cet écosystème transforme Kubernetes d'un orchestrateur de conteneurs en une plateforme cloud native complète.
Défis : ce n'est pas parfait
Bien que Kubernetes soit puissant, il présente des défis importants que les organisations doivent reconnaître.
La courbe d'apprentissage (et non une courbe)
La barrière à l'entrée est élevée :
- Concepts complexes: des centaines de ressources API à comprendre
- Nouveaux modèles mentaux: penser en termes d'état souhaité plutôt qu'en termes d'ordres impératifs
- Documentation exhaustive: des milliers de pages de documents officiels
- Meilleures pratiques: apprendre ce qui fonctionne à grande échelle prend du temps
Réalité : devenir compétent avec Kubernetes prend généralement des mois, et non quelques semaines.
Besoins importants en ressources
Kubernetes consomme lui-même d'importantes ressources :
- Surcoût du plan de contrôle: les nœuds maîtres nécessitent des ressources dédiées.
- Taille minimale des clusters: les petits clusters nécessitent tout de même plusieurs nœuds pour garantir une haute disponibilité.
- Empreinte mémoire: le plan de contrôle et les composants du système utilisent une quantité considérable de mémoire.
- Taxe sur la complexité: plus il y a de pièces mobiles, plus il y a de choses qui peuvent se casser.
Pour les petits projets, Kubernetes peut s'avérer excessif. Les applications simples peuvent fonctionner mieux sur des solutions PaaS (Platform-as-a-Service).
Surcharge de configuration YAML
Tout dans Kubernetes est configuré via des fichiers YAML :
- Verbeux: les fichiers de configuration peuvent compter des centaines de lignes.
- Sensible aux indentations: les petites erreurs de formatage interrompent les déploiements.
- Répétitif: configurations similaires sur plusieurs ressources
- Difficile à maintenir: les applications volumineuses génèrent des quantités massives de YAML.
Blague courante: « Je suis venu pour les conteneurs, mais je suis resté pour le débogage YAML. »
Prolifération des outils
La richesse de l'écosystème est à la fois une bénédiction et une malédiction :
- Trop de choix: plusieurs outils pour le même objectif
- Complexité de l'intégration: faire fonctionner les outils ensemble
- Compatibilité des versions: tout garder à jour et compatible
- Surcharge cognitive: courbe d'apprentissage multipliée par le nombre d'outils
L'avenir de Kubernetes : quelle est la prochaine étape ?
Malgré les défis à relever, l'avenir de Kubernetes s'annonce exceptionnellement prometteur.
Services Kubernetes gérés
Les fournisseurs de services cloud simplifient la complexité grâce à des offres gérées :
- Amazon EKS (Service Kubernetes élastique)
- Google GKE (moteur Kubernetes de Google)
- Azure AKS (Service Azure Kubernetes)
- DigitalOcean Kubernetes
- Red Hat OpenShift
Avantages:
- Gestion automatisée du plan de contrôle
- Surveillance et journalisation intégrées
- Mises à niveau et correctifs simplifiés
- Fonctions de sécurité intégrées
- Réduction de la charge opérationnelle
Philosophie: « Tout le monde ne souhaite pas devenir un expert Kubernetes » : les services gérés permettent aux équipes de se concentrer sur les applications plutôt que sur l'infrastructure.
Intégration sans serveur
Kubernetes fusionne avec l'informatique sans serveur :
- Knative: conteneurs sans serveur sur Kubernetes
- KEDA: mise à l'échelle automatique en fonction des événements
- Virtual Kubelet: passerelle vers les plateformes sans serveur
Cela crée une plateforme unifiée où coexistent les conteneurs traditionnels et les fonctions sans serveur.
Charges de travail liées à l'IA et à l'apprentissage automatique
Kubernetes est en train de devenir la plateforme de choix pour l'IA/ML :
- Kubeflow: boîte à outils d'apprentissage automatique pour Kubernetes
- Planification GPU: allocation efficace des ressources GPU coûteuses
- Formation distribuée: exécution de la formation ML sur plusieurs nœuds
- Modèle de service: déploiement à grande échelle de modèles d'IA
Informatique en périphérie et IdO
Kubernetes s'étend au-delà du centre de données :
- K3s: Kubernetes léger pour les appareils périphériques
- KubeEdge: infrastructure informatique périphérique native Kubernetes
- Déploiements IoT: gestion des applications conteneurisées sur du matériel périphérique
Ingénierie de plateforme
Les organisations développent des plateformes de développement internes (IDP) sur Kubernetes :
- Portails en libre-service: les développeurs peuvent déployer sans avoir besoin de connaissances approfondies sur Kubernetes.
- Chemins dorés: modèles de déploiement standardisés et sécurisés
- Application des politiques: sécurité et conformité automatisées
- Optimisation des coûts: allocation intelligente des ressources
Principaux enseignements
Ce que nous avons appris sur Kubernetes
- Kubernetes est un chef d'orchestre pour les applications conteneurisées, qui gère automatiquement le déploiement, la mise à l'échelle et les opérations.
- La version open source lancée par Google en 2014 a transformé l'orchestration des conteneurs, qui était auparavant une technologie propriétaire, en une norme industrielle.
- Les concepts fondamentaux (pods, nœuds, clusters, plan de contrôle) forment un système logique et élégant pour gérer les applications distribuées.
- L'indépendance vis-à-vis des plateformes signifie que Kubernetes fonctionne partout : dans le cloud public, dans les centres de données privés ou dans les environnements hybrides.
- L'écosystème (Helm, Prometheus, Istio et des centaines d'autres) transforme Kubernetes en une plateforme cloud native complète.
- La courbe d'apprentissage est raide, les besoins en ressources sont importants et la configuration YAML peut être intimidante.
- Les services gérés rendent Kubernetes accessible aux équipes qui souhaitent profiter de ses avantages sans la complexité opérationnelle.
- L'avenir s'annonce prometteur grâce à l'intégration sans serveur, aux capacités d'IA/ML et à l'expansion de l'informatique de pointe.
Qui devrait utiliser Kubernetes ?
Convient parfaitement pour:
- Organisations utilisant des architectures microservices
- Applications nécessitant une haute disponibilité et une mise à l'échelle automatique
- Équipes nécessitant des stratégies multi-cloud ou cloud hybride
- Entreprises ayant des exigences complexes en matière de déploiement
- Projets prévoyant une croissance et une expansion importantes
Peut être excessif pour:
- Applications web simples avec un trafic modéré
- Petites équipes sans expertise DevOps
- Projets disposant de ressources limitées pour la gestion des infrastructures
- Applications qui ne nécessitent pas de mise à l'échelle dynamique
Conclusion
Kubernetes n'est pas seulement un outil d'orchestration,c'est aussi un moyen pour les applications modernes d'évoluer, de survivre aux pannes et de rester opérationnelles lorsque tout le reste tombe en panne. Bien qu'il soit complexe, ses avantages sont révolutionnaires lorsqu'il est utilisé à bon escient.
À venir
Lettre L : Licences— Parce que les accords juridiques dans le domaine de l'open source sont passionnants... n'est-ce pas ? Nous explorerons les licences logicielles, le copyleft par rapport aux licences permissives, la GPL, la MIT, l'Apache, et pourquoi il est important de choisir la bonne licence pour votre projet open source.
Ressources supplémentaires
- Documentation officielle: kubernetes.io
- Projets CNCF: cncf.io/projects
- Communauté: Kubernetes Slack, discussions GitHub
- Plateformes d'apprentissage: tutoriels Kubernetes.io
- Certification: CKA (administrateur Kubernetes certifié), CKAD (développeur d'applications Kubernetes certifié)
Informations sur la série de podcasts
The ABCs of OSS est une série de podcasts qui décortique le monde des logiciels libres, lettre par lettre. Animée par Taylor, chaque épisode explore une technologie, un outil ou un concept open source essentiel qui façonne le développement logiciel moderne.
