\newpage Vue d'ensemble de Kubernetes ============================ *Kubernetes* est un système open source d'orchestration et de gestion de conteneurs. C'est-à-dire qu'il se charge de coller constamment aux spécifications qu'on lui aura demandé. Ce projet est l'aboutissement de plus d'une dizaine d'années d'expérience de gestion de conteneurs applicatifs chez Google (rappelons que c'est eux qui ont poussé de nombreuses technologies dans le noyau Linux, notamment les *cgroups*, ...). Dans Kubernetes, il n'est pas question d'indiquer comment lancer ses conteneurs, ni même quels cgroups utiliser. On va fournir à l'orchestrateur des informations, des *spécifications* qui vont altérer l'état du cluster. Et c'est en cherchant à être constamment dans l'état qu'on lui a décrit, qu'il va s'adapter pour répondre aux besoins. Par exemple, on ne va pas lui expliquer comment lancer des conteneurs ou récupérer des images ; mais on va lui demander d'avoir 5 conteneurs youp0m lancés, de placer ces conteneurs derrière un load-balancer ; on pourra également lui demander d'adapter la charge pour absorber les pics de trafic (par exemple lors du Black Friday sur une boutique), mais également, il pourra gérer les mises à jour des conteneurs selon différentes méthodes, ... Architecture de Kubernetes -------------------------- ![Architecture de Kubernetes](k8s-archi.png) Un cluster Kubernetes est composé d'un (ou plusieurs) nœuds *master*, et d'une série de *workers*. Sur le master, on retrouve les composants suivants : API HTTP : On distingue plusieurs API, elles sont toutes utilisées pour communiquer avec le cluster, pour son administration. L'ordonnanceur : Il a la responsabilité de monitorer les ressources utilisées sur chaque nœud et de répartir les conteneurs en fonction des ressources disponibles. Le contrôleur : Il va contrôler l'état des applications déployées au sein du cluster, pour s'assurer d'être dans l'état désiré. **`etcd`** : Il s'agit d'une base de données clef/valeur, supportant la haute-disponibilité, que Kubernetes emploie comme système de stockage persistant pour les objets d'API. Chaque nœud[^minion] (généralement, le nœud *master* est également *worker*) est utilisé via deux composants : [^minion]: historiquement, avant de parler de *node*, on parlait de *minion*. Vous êtes susceptibles de rencontrer encore ce terme dans certaines documentations. `kubelet` : C'est l'agent qui va se charger de créer les conteneurs et les manager, afin de répondre aux spécifications. `kube-proxy` : Ce programme va servir de load-balancer pour se connecter aux pods. Sans oublier le moteur de conteneurs (généralement Docker), qui va effectivement se charger de lancer les conteneurs demandés par `kubelet`. Évidemment, chaque élément de l'architecture est malléable à souhait, c'est la raison pour laquelle il peut être très difficile de mettre en place une architecture Kubernetes : avec ou sans haute-disponibilité, un nœud master dédié au contrôle, avec un moteur de conteneur exotique (`rkt`, `ctr`, ...). *Resources* ----------- Avec Docker, nous avons eu l'habitude de travailler avec des objets (images, containers, networks, volumes, secrets, ...). Au sein de Kubernetes, cela s'appelle des *resources* et elles sont très nombreuses. Parmi les plus courantes, citons les types (désignés *Kind* dans l'API) suivants : node : il s'agit d'une machine physique ou virtuelle, de notre cluster. pod : un groupe de conteneurs travaillant ensemble. Il s'agit de la ressource que l'on déploie sur un *node*. Les conteneurs au sein d'un *pod* ne peuvent pas être séparés pour travailler sur deux *nodes* différents. service : c'est un point de terminaison (*endpoint*), stable dans le temps, sur lequel on peut se connecter pour accéder à un ou plusieurs conteneurs. Historiquement, appelés portails/*portals*, on les retrouve encore quelques fois désignés ainsi dans de vieux articles. namespace : à ne pas confondre avec les *namespaces* Linux. Ici il s'agit d'espaces de noms divers, pour Kubernetes. secret : comme `docker secret`, il s'agit d'un moyen de passer des données sensibles à un conteneur. Pour voir la liste complète des *resources*, on utilise : `kubectl api-resources`. Modèle réseau ------------- Pour Kubernetes, il n'y a qu'un seul gros réseau au sein duquel se retrouve tous les conteneurs. Il ne doit pas y avoir de NAT, que ce soit entre les *pods* ou les *nodes*, chacun doit pouvoir contacter n'importe quel autre élément, sans qu'il y ait de routage. C'est un modèle assez simpliste au premier abord, mais en raison de la nécessité de faire un minimum de filtrage, de nombreuses extensions viennent compléter ce schéma... Chaque plugin implémente la [spécification CNI](https://github.com/containernetworking/cni/blob/master/SPEC.md#network-configuration) (Container Network Interface). On trouve donc autant de plugin qu'il y a de besoins en terme de réseau. Ainsi, à la création d'un conteneur, Kubernetes va laisser aux plugins CNI le loisir d'allouer l'adresse IP, d'ajouter les interfaces réseaux adéquates, de configurer les routes, les règles de pare-feu, ... Pour aller plus loin -------------------- * [Kubernetes Documentation](https://kubernetes.io/docs/) * [A Reference Architecture for Deploying WSO2 Middleware on Kubernetes](https://medium.com/containermind/a-reference-architecture-for-deploying-wso2-middleware-on-kubernetes-d4dee7601e8e)