Le terme « conteneur » dans le monde de la technologie fait référence à une unité logicielle standard qui regroupe le code et toutes ses dépendances, de sorte que l'application s'exécute de manière rapide et fiable d'un environnement informatique à un autre. Les conteneurs sont des packages légers, autonomes et exécutables qui incluent tout ce dont vous avez besoin pour exécuter un logiciel, y compris le code, le runtime, les outils système, les bibliothèques système et les paramètres.
L'émergence des conteneurs
Le concept de conteneurisation dans les logiciels a débuté à la fin des années 1970 et au début des années 1980 avec l'avènement des appels système chroot sous Unix. Cependant, ce n’est que dans les années 2000 que la technologie a vu l’essor des conteneurs dotés du système d’exploitation Linux et de leur isolation inhérente des espaces de noms. La première implémentation moderne et très réussie de conteneurs est venue de la plateforme open source Docker en 2013, révolutionnant la manière dont les applications sont déployées et distribuées.
Démêler les conteneurs : développer le concept
Un conteneur est une abstraction au niveau de la couche application, encapsulant le code et les dépendances de l'application. En termes plus simples, les conteneurs sont comme des VM (machines virtuelles) légères, mais sans les frais liés au regroupement d'un système d'exploitation complet.
Alors que les machines virtuelles émulent le matériel d'un ordinateur physique, permettant à plusieurs systèmes d'exploitation de s'exécuter sur une seule machine physique, les conteneurs permettent à plusieurs applications ou services de s'exécuter sur un seul système d'exploitation, partageant le noyau du système d'exploitation mais isolant les processus d'application les uns des autres. Les conteneurs sont donc bien plus légers et démarrent beaucoup plus rapidement que les machines virtuelles.
Sous le capot : la structure interne et le fonctionnement des conteneurs
Les conteneurs sont composés de deux composants principaux : les images du conteneur et le runtime. L'image est un instantané statique du code, des configurations et des dépendances de l'application. Le runtime est l'environnement dans lequel le conteneur s'exécute et interagit avec le système d'exploitation hôte.
Les conteneurs fonctionnent en isolant les processus et les ressources système telles que le processeur, la mémoire, les E/S de disque, le réseau, etc., sur un système d'exploitation hôte. Ceci est réalisé en utilisant des fonctionnalités du noyau Linux telles que les groupes de contrôle et les espaces de noms.
Principales caractéristiques des conteneurs
Les conteneurs offrent une myriade d’avantages, notamment :
- Isolement: Chaque conteneur fonctionne dans un environnement d'application distinct, ce qui signifie qu'il n'interfère pas avec les autres conteneurs ou le système hôte.
- Portabilité: Les conteneurs peuvent s'exécuter sur n'importe quel système prenant en charge la technologie de conteneurisation, quel que soit le matériel ou le système d'exploitation sous-jacent.
- Efficacité: Les conteneurs partagent le noyau du système hôte, ce qui les rend légers et efficaces par rapport aux machines virtuelles à part entière.
- Évolutivité: Les conteneurs peuvent rapidement augmenter ou diminuer en fonction de la demande, ce qui les rend idéaux pour le cloud computing.
- Immutabilité: L'application dans un conteneur reste inchangée dans différents environnements.
Variétés de conteneurs
Il existe aujourd’hui plusieurs types de technologies de conteneurs :
| Nom | Description |
|---|---|
| Docker | La plateforme de conteneurisation la plus populaire, offrant une boîte à outils complète pour créer et gérer des conteneurs. |
| LXC | Signifie Linux Containers, il fournit un environnement virtuel léger qui imite un ordinateur séparé. |
| rkt (Fusée) | Développé par CoreOS, il propose une interface de ligne de commande pour exécuter des conteneurs. |
| OpenVZ | Une solution de virtualisation basée sur des conteneurs pour Linux. |
| Conteneur | Un environnement d'exécution standard pour la création de solutions de conteneurs. |
Application des conteneurs : problèmes et solutions
Les conteneurs sont utilisés dans une multitude d'environnements, notamment :
- Développement: Les conteneurs garantissent que le code fonctionne uniformément sur différentes plates-formes, éliminant ainsi le problème « cela fonctionne sur ma machine ».
- Essai: les environnements de test peuvent être répliqués à l’aide de conteneurs pour des tests cohérents.
- Déploiement: Les conteneurs offrent la possibilité d'un déploiement cohérent dans différents environnements (du développement à la production).
- Architecture des microservices: Les conteneurs sont idéaux pour exécuter des microservices car ils offrent une isolation et un contrôle des ressources.
Cependant, les conteneurs présentent également des défis tels que la gestion du cycle de vie des conteneurs, la mise en réseau, la sécurité et le stockage persistant. Ces problèmes sont généralement résolus à l'aide d'outils d'orchestration de conteneurs tels que Kubernetes, Docker Swarm et OpenShift, qui fournissent des solutions pour le déploiement, la mise à l'échelle, la mise en réseau et la gestion automatisés des applications conteneurisées.
Conteneurs et technologies similaires
| Attribut | Conteneur (Docker) | Machine virtuelle |
|---|---|---|
| Le temps de démarrage | Secondes | Minutes |
| Taille | Des dizaines de Mo | Des dizaines de Go |
| Performance | Quasi-natif | Plus lent en raison de l'émulation matérielle |
| Portabilité | Élevé (indépendant du système d'exploitation) | Inférieur (spécifique au système d'exploitation) |
| Densité | Élevé (plus d'instances par hôte) | Faible (moins d'instances par hôte) |
Perspectives et technologies futures en matière de conteneurisation
L'avenir des conteneurs est étroitement lié à l'évolution des applications cloud natives, des architectures de microservices et des pratiques DevOps. Avec le développement continu des systèmes d'orchestration de conteneurs comme Kubernetes et des technologies de maillage de services comme Istio, les conteneurs deviendront de plus en plus essentiels à la conception de systèmes efficaces, évolutifs et résilients.
La sécurité avancée des conteneurs, la gestion des données dans les conteneurs et le déploiement/gestion automatisé des conteneurs à l’aide de l’IA et de l’apprentissage automatique sont quelques domaines d’intérêt de la future technologie des conteneurs.
Serveurs proxy et conteneurs
Les serveurs proxy peuvent être utilisés dans des environnements conteneurisés pour gérer la communication entre les conteneurs et les réseaux externes. Ils offrent une variété de fonctionnalités, telles que le filtrage du trafic, l'équilibrage de charge et un service réseau sécurisé. Les proxys inverses comme Nginx et Traefik sont souvent utilisés avec des applications conteneurisées pour acheminer le trafic et fournir une terminaison SSL.
Dans des cas d'utilisation plus complexes, les maillages de services sont déployés dans des environnements conteneurisés, agissant comme une infrastructure de communication. Ils fournissent des fonctionnalités telles que la découverte de services, l'équilibrage de charge, le chiffrement, l'observabilité, la traçabilité, l'authentification et l'autorisation, ainsi que la prise en charge de la coupure de circuit.
Liens connexes
Pour plus d'informations sur les conteneurs, reportez-vous aux ressources suivantes :
- Documentation Docker : https://docs.docker.com/
- Documentation Kubernetes : https://kubernetes.io/docs/home/
- Conteneurs Linux : https://linuxcontainers.org/
- Projet Containerd : https://containerd.io/
- Initiative de conteneurs ouverts : https://www.opencontainers.org/
