Qu’est-ce que la conteneurisation et comment fonctionne-t-elle ?
La conteneurisation est un concept de plus en plus populaire dans le monde du développement logiciel. Bien plus léger que les traditionnelles machines virtuelles, cette technique permet de regrouper et de gérer les applications et leurs dépendances dans des conteneurs séparés et isolés les uns des autres. Il faut s’imaginer la conteneurisation comme un système de couches. Avec en premier lieu, l’OS, puis les fonctionnalités nécessaires.
A l’image de la virtualisation, la conteneurisation a pour vocation d’isoler des applications dans un environnement dédié. Sa vision est cependant plus atomique et vise à réduire au maximum le scope des services en les isolant les uns des autres là où la virtualisation aurait plus tendance à considérer un écosystème dans son ensemble.
A l’inverse de la virtualisation, la conteneurisation a pour avantage de ne pas nécessiter l’installation et la configuration d’un nouveau système virtualisé. […]
Voici un schèma illustrant la différence entre un conteneur et une machine virtuelle :
(Le système d’exploitation hôte est le système d’exploitation principal sur lequel est exécuté un système invité, appelé système d’exploitation invité. Le système d’exploitation hôte fournit des ressources telles que la mémoire, le processeur et le stockage au système invité. Le système invité quant à lui, est exécuté dans une machine virtuelle sur le système hôte et peut être utilisé pour exécuter des applications et des systèmes différents de ceux du système hôte.)
Voici un comparatif des différences entre les machines virtuelles et les conteneurs :
| Machine Virtuelle (VM) | Conteneur (Image Docker) |
| Lourde | Léger |
| Performance limitée | Performance native |
| Une machine virtuelle = Un OS | Tous les conteneurs fonctionnent grâce à l’OS de l’hôte |
| Virtualisation au niveau matériel | Virtualisation de l’OS |
| Temps de démarrage en minutes | Temps de démarrage en millisecondes |
| Nécessite beaucoup de mémoire | Nécessite moins de mémoire |
| Entièrement isolé | Peut-être moins sure |
Les images Docker : la base de la conteneurisation
Docker, qui est l’un des outils de conteneurisation les plus utilisé aujourd’hui, base son fonctionnement sur le principe d’image. Il faut voir cela comme une application qui se seraient construite couche par couche à la manière d’un oignon. La première couche représente le système d’exploitation et comporte le strict minimum pour fonctionner. A cela viennent s’ajouter des fonctionnalités supplémentaires, en couches superposées, le nouvelle tirant partie des précédentes.
Ces couches sont figées dans une image immuable et peuvent être modifiées ou étendues pour ajouter de nouvelles fonctionnalités. Cette structure peut être modifiée en ajoutant de nouvelles couches, mais pas en modifiant les couches existantes.
Mais qu’est-ce qu’un conteneur du coup ?
Un conteneur c’est une instance d’une image Docker. Cela veut dire que c’est une image en train de fonctionner.
Les avantages de Docker pour les développeurs
Les développeurs apprécient Docker pour les avantages suivants :
- Portabilité : Les applications Docker peuvent être déployées sur n’importe quelle plateforme qui exécute Docker, ce qui facilite la configuration des environnements de développement et les tests. C’est un gain de temps non négligeable lors de l’intégration d’un nouveau collaborateur d’autant que chaque membre d’une équipe dispose d’un environnement iso-fonctionnel.
- Isolation : Les conteneurs Docker sont isolés les uns des autres, ce qui évite les conflits de dépendance et les erreurs d’installation. (ex : une application, une base de données, un outils de monitoring, …)
- Automatisation : Les processus de déploiement et de configuration peuvent être automatisés à l’aide de fichiers d’instructions Dockerfile et de scripts, ce qui accélère le développement.
Les avantages de Docker pour les opérateurs d’infrastructure
Les opérateurs d’infrastructure apprécient Docker pour les avantages suivants :
- Ressources : Les conteneurs Docker sont plus légers que les machines virtuelles, ce qui signifie qu’ils nécessitent moins de ressources système pour fonctionner.
- Scalabilité : Les applications Docker peuvent être déployées sur plusieurs nœuds pour gérer la charge de travail, ce qui permet une scalabilité horizontale simple et efficace.
- Maintenance : Les images Docker peuvent être mises à jour et déployées de manière transparente, ce qui facilite la maintenance des applications.
Les conteneurs n’ont pas que des avantages !
La conteneurisation présente quelques inconvénients inhérents à la structure même de son fonctionnement. La gestion de nombreux conteneurs est généralement plus complexe que celle d’une seule machine virtuelle. C’est notamment le cas en ce qui concerne les ressources réseau et le stockage.
Si vous utilisez trop de conteneurs sur votre système d’exploitation, ils peuvent consommer beaucoup de ressources et ainsi le surcharger. On peut rajouter d’ailleurs que les conteneurs sont eux-mêmes limités par l’OS de l’hôte. Cela peut potentiellement engendrer des limitations sur les applications.
Les conteneurs embarquant des applications présentant des vulnérabilités peuvent être victimes d’attaques. C’est un risque présent également si les conteneurs sont mal configurés.
rmq : il existe de nombreuses possibilités de configuration qui permettent de limiter les risques autant pour le système hôte que pour les conteneurs (ressources allouées, utilisateurs qui exécutent les applications, …)
Deux cas d’usages différents de la conteneurisation : Le déploiement et la production
La conteneurisation est une solution idéale pour fournir des environnements de développement à tout moment, n’importe où et sur n’importe quelle machine, en raison de sa légèreté et du fait qu’il est possible d’embarquer tous les logiciels, paramètres et configurations. Elle permet au développeur de travailler sur n’importe quelle machine sans se soucier de la configuration, ni des différentes versions des logiciels de programmation.
Pour le déploiement, elle est également plébiscitée grâce à sa grande flexibilité. En effet, grâce aux outils d’orchestration de conteneurs, comme Kubernetes ou Swarm (natif, moins poussé), il est tout à fait possible d’ajuster, quasiment en temps réel, les ressources allouées sur un serveur par exemple.
A la clé, des économies d’énergie, d’espace de stockage et une réduction de la complexité.
Comment utiliser Docker pour votre prochaine application
Pour utiliser Docker pour votre prochaine application, vous aurez besoin des éléments suivants :
- Un ordinateur avec Docker installé : Vous pouvez télécharger et installer Docker sur votre ordinateur à l’aide du site officiel Docker.
- Une image Docker : Vous pouvez télécharger une image Docker (sur le Docker hub) préconstruite ou créer la vôtre à l’aide d’un fichier Dockerfile.
- Un conteneur Docker : Vous pouvez exécuter une image Docker pour créer un conteneur qui exécute votre application.
Pour terminer, voici une petite liste de ressources pour faire de la conteneurisation :
- Docker : C’est le plus connu et le plus utilisé des outils de conteneurisation. Il permet de créer, déployer et gérer des conteneurs facilement. Il est également compatible avec de nombreux systèmes d’exploitation et plateformes.
- Kubernetes : C’est un système open-source pour l’orchestration de conteneurs. Il permet de gérer automatiquement l’échelle, la disponibilité et les déploiements de conteneurs sur plusieurs nœuds.
- Apache Mesos : C’est un système de planification de ressources open-source qui permet de gérer des conteneurs ainsi que d’autres types de tâches sur un cluster.
- LXC (Linux Containers) : C’est un ensemble d’outils open-source pour la création et la gestion de conteneurs Linux.
- LXD (Linux Containers Daemon) : C’est un outil open-source pour la gestion de conteneurs Linux qui offre une interface utilisateur plus conviviale que LXC.
- Singularity : C’est un outil open-source pour la conteneurisation spécialement conçu pour les environnements HPC (High-Performance Computing).
