Un cluster Kubernetes, qu'est-ce que c'est ?

Un cluster Kubernetes est un ensemble de machines (les nœuds) qui permettent d'exécuter des applications conteneurisées. Si vous exécutez Kubernetes, vous exécutez un cluster.

Un cluster comprend au minimum un plan de contrôle avec une ou plusieurs machines de calcul (ou nœuds). Le plan de contrôle est responsable du maintien du cluster dans un état souhaité, c'est-à-dire qu'il vérifie, par exemple, les applications exécutées et les images de conteneurs utilisées. Ce sont les nœuds qui exécutent concrètement les applications et les charges de travail.

Le cluster fournit le principal avantage de Kubernetes, à savoir la possibilité de planifier et d'exécuter des conteneurs au sein d'un groupe de machines, physiques ou virtuelles, sur site ou dans le cloud. Les conteneurs Kubernetes ne sont pas liés à des machines individuelles. Au contraire, ils sont dissociés au sein du cluster.

Un cluster Kubernetes se trouve dans un état souhaité, qui détermine les applications ou autres charges de travail à exécuter, ainsi que les images à utiliser, les ressources qui leur sont allouées et d'autres informations de configuration.

Un état souhaité est défini par des fichiers de configuration constitués de manifestes. Ces manifestes sont des fichiers JSON ou YAML qui permettent de déclarer le type d'application à exécuter et le nombre de réplicas nécessaires pour exécuter un système sain.

C'est l'API Kubernetes qui permet de définir l'état souhaité d'un cluster. Vous pouvez interagir avec le cluster pour définir ou modifier l'état souhaité à partir de la ligne de commande (avec kubectl) ou en utilisant l'API.

Kubernetes se charge ensuite de maintenir votre cluster dans l'état souhaité, de façon automatique. Pour donner un exemple simple, supposons que vous cherchiez à déployer une application avec un état souhaité de « 3 », ce qui signifie que trois réplicas de l'application doivent être exécutés. Si l'un de ces conteneurs tombe en panne, Kubernetes détecte que seuls deux réplicas sont exécutés et en ajoute donc un troisième pour atteindre l'état souhaité.

Vous pouvez également utiliser des modèles Kubernetes pour mettre à l'échelle automatiquement votre cluster en fonction de la charge. 

Plan de contrôle, nœuds, pod... définitions des termes associés à Kubernetes

Nous avons défini un cluster comme étant un ensemble de nœuds. Examinons d'autres éléments de Kubernetes afin de mieux comprendre la fonction d'un cluster.

Plan de contrôle : ensemble de processus qui contrôle les nœuds Kubernetes et assigne toutes les tâches.

Nœuds : machines qui exécutent les tâches qui leur sont assignées par le plan de contrôle.

Pod : un ou plusieurs conteneurs déployés sur un seul nœud. Le pod est l'objet Kubernetes le plus petit et le plus simple.

Service : méthode qui permet d'exposer une application exécutée sur un ensemble de pods en tant que service réseau. Le service dissocie la définition des tâches des pods.

Volume : répertoire contenant des données auxquelles les conteneurs d'un pod peuvent accéder. Un volume Kubernetes a la même durée de vie que le pod dans lequel il se trouve et cette durée de vie dépasse celle de n'importe quel conteneur exécuté dans le pod. Ainsi, les données sont conservées lorsqu'un conteneur redémarre.

Espace de noms : cluster virtuel. Les espaces de noms permettent à Kubernetes de gérer plusieurs clusters (pour plusieurs équipes ou projets) au sein d'un même cluster physique.

Avec l'émergence des applications cloud-native modernes, les environnements Kubernetes deviennent toujours plus distribués. Ils peuvent être déployés sur de nombreux datacenters, sur site, dans un cloud public et à la périphérie du réseau.

Les entreprises qui souhaitent utiliser Kubernetes à grande échelle ou en production devront posséder plusieurs clusters (pour le développement, les tests et la production) distribués entre différents environnements, et être en mesure de les gérer efficacement.

La gestion des clusters Kubernetes désigne la façon dont une équipe informatique gère un groupe de clusters Kubernetes. 

Red Hat est un leader du secteur et l'un des principaux contributeurs des technologies de conteneurs Open Source, y compris de Kubernetes. Chez Red Hat, nous créons les outils essentiels pour sécuriser, simplifier et mettre à jour automatiquement votre infrastructure de conteneurs. 

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