Architecture de Kubernetes

Bienvenue dans Kubernetes ! Il s’agit d’un système puissant permettant de gérer des applications conteneurisées sur de nombreuses machines.

Avant de commencer à exécuter des applications, il est essentiel de comprendre sa structure fondamentale. Voyez cela comme l’apprentissage des différentes parties d’une voiture avant de la conduire !

Au cœur de son fonctionnement, Kubernetes s’appuie sur un cluster. Un cluster est un groupe de machines, appelées nœuds, qui travaillent ensemble.

Ces nœuds sont répartis en deux grandes catégories :

• Plan de contrôle (nœud principal) : le cerveau du cluster.
• Nœuds workers : les machines de travail qui exécutent vos applications.

Le plan de contrôle (souvent appelé nœud principal dans les anciennes documentations) est chargé de gérer le cluster.

Il prend les décisions globales concernant le cluster (comme la planification des applications), détecte les événements du cluster et y réagit (comme le redémarrage d’une application défaillante). Il n’exécute pas directement vos applications.

Le serveur d’API est la partie frontale du plan de contrôle Kubernetes. C’est le seul composant qui interagit directement avec vous (via kubectl).

Il expose l’API Kubernetes et gère toutes les communications au sein du cluster, en validant et en configurant les données des objets d’API tels que les Pods et les Services.

etcd est un magasin clé-valeur cohérent et hautement disponible. Voyez-le comme la mémoire permanente du cluster.

Il stocke toutes les données du cluster, notamment la configuration, l’état et les métadonnées. Si etcd tombe en panne, votre cluster perd sa mémoire et ne peut plus fonctionner correctement !

Le planificateur surveille les Pods nouvellement créés (les instances de votre application) auxquels aucun nœud worker n’a été attribué.

Il sélectionne ensuite le meilleur nœud pour exécuter chaque Pod, en tenant compte de facteurs tels que les besoins en ressources, les contraintes matérielles et les politiques.

Le gestionnaire des contrôleurs exécute différents contrôleurs, qui sont des boucles d’arrière-plan régulant l’état du cluster.

Par exemple, un contrôleur de nœuds surveille l’état des nœuds et un contrôleur de réplication veille à ce que le nombre correct de Pods soit actif. Il s’efforce en permanence de faire correspondre l’état souhaité à l’état actuel.

Les nœuds workers (également appelés Minions dans les anciennes documentations) sont les machines sur lesquelles s’exécutent vos applications conteneurisées (regroupées dans des Pods).

Chaque nœud worker possède des composants qui lui permettent de communiquer avec le plan de contrôle et de gérer les conteneurs qui y sont exécutés.

Sur chaque nœud worker :

• Kubelet : un agent qui veille à ce que les conteneurs s’exécutent dans un Pod. Il reçoit les instructions du serveur d’API et gère les Pods.
• Environnement d’exécution des conteneurs : logiciel chargé d’exécuter les conteneurs (par exemple Docker, containerd, CRI-O). Kubelet l’utilise pour extraire les images et exécuter vos applications.

Kube-proxy s’exécute sur chaque nœud worker et gère la fonction de proxy réseau pour les Services Kubernetes.

Il maintient les règles réseau sur le nœud, ce qui permet aux Pods de communiquer sur le réseau depuis l’intérieur comme depuis l’extérieur du cluster. Il veille à ce que vos applications soient accessibles.

Selon ce que vous avez appris, lesquels des composants suivants font partie du plan de contrôle Kubernetes ?

Excellent travail ! Vous avez maintenant acquis une compréhension fondamentale de l’architecture Kubernetes.

• Le plan de contrôle (serveur d’API, etcd, ordonnanceur, gestionnaire de contrôleurs) gère le cluster.
• Les nœuds de travail (Kubelet, environnement d’exécution des conteneurs, Kube-proxy) exécutent vos applications.

Nous allons maintenant découvrir la plus petite unité déployable dans Kubernetes : les pods !