Les outils du système d'information

A la découverte des outils du système d'information

Que vous soyez un débutant souhaitant acquérir des connaissances de base ou un professionnel confirmé cherchant à approfondir votre compréhension, ce cours est conçu pour vous. Au cours de cette formation, nous allons explorer les outils essentiels qui gravitent autour de l'infrastructure réseau et du Cloud, en mettant l'accent sur des sujets tels que Active Directory (AD), le système de noms de domaine (DNS), les certificats et les principes fondamentaux de la containerisation. Vous apprendrez comment ces outils clés fonctionnent, comment les utiliser efficacement au sein d'un environnement informatique

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SOMMAIRE

1. Containerisation - Docker / Kubernetes

Introduction à la containerisation

Docker et son écosystème

Orchestration de conteneurs avec Kubernetes

A venir

2. Gestion des noms de domaines - DNS

3. Gestion des certificats

4. Les annuaires - Active Directory et LDAP

1. Containerisation - Docker / Kubernetes

Introduction à la containerisation
Docker et son écosystème
Orchestration de conteneurs avec Kubernetes

Introduction à la containerisation

Un conteneur est une unité d'exécution autonome qui regroupe une application et tous ses composants nécessaires, tels que les bibliothèques, les dépendances et les fichiers de configuration. Il utilise la technologie de virtualisation au niveau du système d'exploitation (OS) pour isoler l'application et ses ressources de l'environnement sous-jacent.

Un conteneur est créé à partir d'une image, qui est un package léger et autonome contenant tout ce dont l'application a besoin pour s'exécuter. Les conteneurs sont conçus pour être portables, reproductibles et faciles à déployer.

Différences entre la virtualisation traditionnelle et la containerisation :
La virtualisation traditionnelle repose sur l'utilisation d'une couche d'hyperviseur qui permet d'exécuter plusieurs machines virtuelles (VM) sur un même serveur physique. Chaque VM possède son propre système d'exploitation complet, ce qui entraîne une surcharge en termes de ressources et une lenteur dans le démarrage et le déploiement des applications.

En revanche, la containerisation utilise une approche plus légère. Les conteneurs partagent le même noyau d'OS de la machine hôte, ce qui permet une utilisation plus efficace des ressources. Au lieu de virtualiser l'ensemble du système d'exploitation, les conteneurs isolent seulement les ressources nécessaires à l'exécution de l'application, tout en partageant le reste avec d'autres conteneurs. Cela rend les conteneurs plus rapides à démarrer, plus légers en termes de ressources et plus faciles à gérer que les machines virtuelles.

Portabilité :
Les conteneurs sont autonomes et encapsulent tous les éléments nécessaires à l'exécution de l'application. Ils peuvent être exécutés de manière cohérente sur différentes infrastructures, telles que des serveurs locaux, des machines virtuelles ou des environnements de Cloud. Cela facilite le déploiement de l'application sur différentes plateformes sans nécessiter de modifications majeures.

Isolation :
Les conteneurs fournissent une isolation entre les applications et l'environnement hôte. Chaque conteneur fonctionne de manière indépendante, ce qui évite les conflits de dépendances et les interférences entre différentes applications. Cela garantit également une meilleure sécurité en cas de compromission d'un conteneur, car les autres conteneurs restent isolés.

Évolutivité :
La containerisation permet de créer des architectures distribuées et modulaires. Les conteneurs peuvent être facilement mis à l'échelle horizontalement pour répondre à une demande croissante en ajoutant simplement de nouveaux conteneurs. Cela facilite la gestion de la charge et l'adaptation aux besoins de l'application.

Gestion simplifiée :
Les outils de gestion des conteneurs, tels que Kubernetes, offrent des fonctionnalités avancées pour le déploiement, la mise à l'échelle, la surveillance et la gestion des conteneurs à grande échelle. Ces outils simplifient les opérérations d'administration et de déploiement des applications, réduisant ainsi la complexité opérationnelle.

Rapidité et efficacité :
Les conteneurs sont rapides à démarrer et à arrêter, ce qui permet des cycles de développement et de déploiement plus rapides. De plus, en partageant le même noyau d'OS, les conteneurs utilisent moins de ressources système par rapport aux machines virtuelles, ce qui permet une utilisation plus efficace des ressources matérielles.

EN BREF
La containerisation offre des avantages significatifs en termes de portabilité, d'isolation, d'évolutivité, de gestion simplifiée, de rapidité et d'efficacité. Ces avantages en font une technologie essentielle pour le déploiement et la gestion d'applications dans des environnements modernes, tels que les infrastructures Cloud et les architectures basées sur les microservices.

Docker et son écosystème

Docker est une plateforme open-source qui permet la création, le déploiement et la gestion de conteneurs logiciels. Les conteneurs sont des environnements légers et isolés qui encapsulent une application et toutes ses dépendances, ce qui facilite la portabilité et la mise en œuvre cohérente de l'application sur différents systèmes.

Architecture de Docker

Docker Engine :
Principal composant de Docker, il est responsable de l'exécution et de la gestion des conteneurs.

Docker Daemon : Il s'agit d'un processus s'exécutant en arrière-plan sur l'hôte et gérant les opérations de conteneurisation. Le Docker Daemon écoute les demandes de l'API Docker et interagit avec le noyau du système d'exploitation pour créer et gérer les conteneurs.

Docker CLI : Il s'agit de l'interface en ligne de commande (Command-Line Interface) permettant aux utilisateurs d'interagir avec le Docker Daemon. Les utilisateurs utilisent des commandes Docker CLI pour créer, gérer et exécuter des conteneurs, ainsi que pour gérer d'autres aspects de Docker tels que les images, les réseaux et les volumes.

Docker API : C'est une interface de programmation permettant aux applications tierces d'interagir avec Docker Engine. Elle fournit des points de terminaison pour effectuer des opérations sur les conteneurs, les images, les réseaux, etc.

Images Docker :
Une image Docker est un modèle qui contient tous les éléments nécessaires à l'exécution d'une application, tels que le code, les bibliothèques, les dépendances, les variables d'environnement, etc. Les images Docker sont créées à partir de fichiers appelés Dockerfiles qui spécifient les étapes de construction de l'image.

Conteneurs Docker :
Un conteneur Docker est une instance exécutable d'une image Docker. Les conteneurs sont isolés les uns des autres et du système hôte, mais partagent le même noyau du système d'exploitation sous-jacent. Chaque conteneur a son propre espace de processus, son système de fichiers et ses ressources.

Docker Registry :
Il s'agit d'un service qui stocke et distribue des images Docker. Docker Hub est un registre public populaire, mais il existe également des registres privés, tels que Docker Trusted Registry (DTR), qui permettent de gérer et de sécuriser les images au sein d'une organisation.

Docker Swarm :
Docker Swarm est un outil d'orchestration intégré à Docker qui permet de créer et de gérer des clusters de conteneurs. Il permet de regrouper plusieurs nœuds Docker (hôtes) en un cluster, offrant ainsi des fonctionnalités de haute disponibilité, de répartition de charge et de gestion des conteneurs à grande échelle.

Docker Compose :
Docker Compose est un outil qui facilite la définition et la gestion d'applications multi-conteneurs. Il vous permet de décrire votre application à l'aide d'un fichier YAML (généralement appelé docker-compose.yml) qui spécifie les services, les réseaux, les volumes et d'autres configurations nécessaires à votre application.

Création et configuration d'images Docker :
La création d'une image Docker implique la rédaction d'un Dockerfile qui spécifie les étapes nécessaires pour construire l'image. Le Dockerfile peut inclure des instructions pour copier des fichiers, installer des dépendances, exécuter des commandes, définir des variables d'environnement, etc. Une fois le Dockerfile créé, vous pouvez utiliser la commande "docker build" pour générer l'image.

Création et configuration d'images Docker - Mode opératoire :
Étape 1: Création du Dockerfile

Créez un fichier appelé Dockerfile (sans extension) dans le répertoire racine de votre application.
Ouvrez le fichier Dockerfile avec un éditeur de texte.
Ajoutez les instructions dans le Dockerfile en spécifiant l'limage de base (FROM python:3.9-slim pour une image se basant sur le langage PYTHON), les dépendances ou encore le répertoire de travail
Installez les dépendances nécessaires avec l'instruction RUN (par exemple, exécutez pip install pour installer les dépendances Python).
Définissez la commande par défaut pour exécuter votre application avec l'instruction CMD.

Étape 2: Construction de l'image

Ouvrez une fenêtre de terminal dans le répertoire contenant le Dockerfile.
Exécutez la commande docker build en spécifiant le nom et l'étiquette de l'image à construire, ainsi que le chemin vers le Dockerfile

Étape 3: Utilisation de l'image

Une fois l'image créée, vous pouvez exécuter un conteneur à partir de cette image.
Utilisez la commande docker run en spécifiant les options nécessaires, telles que les ports à mapper entre le conteneur et l'hôte (-p), les variables d'environnement (-e), etc.

EN BREF
Grâce à Docker, vous pouvez encapsuler votre application avec toutes ses dépendances dans une image portable, ce qui facilite le déploiement et la gestion de vos applications sur différents environnements. Docker offre des fonctionnalités telles que l'isolation des ressources, la gestion efficace des images et des conteneurs, le partage facile des applications via des registres, la création de clusters de conteneurs avec Docker Swarm pour une haute disponibilité, ainsi que l'orchestration des applications multi-conteneurs avec Docker Compose.

En utilisant Docker, vous pouvez développer, tester et déployer vos applications de manière cohérente et reproductible, ce qui améliore la portabilité, la flexibilité et l'efficacité de votre processus de développement et de déploiement.

Orchestration de conteneurs avec Kubernetes

Kubernetes est une plateforme open-source d'orchestration de conteneurs développée par Google. Elle permet de gérer et d'automatiser le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées. Kubernetes offre un environnement pour exécuter des applications sur des clusters de machines, en fournissant des fonctionnalités telles que la découverte de services, la gestion des ressources, la tolérance aux pannes et la mise à l'échelle horizontale des applications.

Déploiement et gestion de clusters Kubernetes :
Kubernetes gère la répartition des charges de travail sur les différents nœuds, la gestion de la disponibilité des applications et la résilience en cas de pannes. La gestion d'un cluster Kubernetes implique la configuration des nœuds, la mise en place d'une communication sécurisée, la gestion des autorisations et l'installation des outils nécessaires.

Gestion des déploiements, des réplicas et des mises à l'échelle :
Dans Kubernetes, un déploiement est une ressource qui décrit comment exécuter et maintenir une application dans un cluster. Il spécifie le nombre de répliques (instances) d'une application à exécuter et les règles de mise à jour en cas de changements de version.

Kubernetes se charge de maintenir le nombre spécifié de répliques en répartissant automatiquement les instances sur les différents nœuds du cluster. La mise à l'échelle peut être effectuée manuellement ou automatiquement en fonction des métriques de performances, permettant d'ajuster dynamiquement le nombre de répliques en fonction de la charge de travail.

Gestion de la configuration avec ConfigMaps et Secrets :
Kubernetes propose des mécanismes pour gérer la configuration des applications de manière déclarative. Les ConfigMaps permettent de stocker des données de configuration telles que les variables d'environnement, les fichiers de configuration, etc., qui peuvent être injectées dans les conteneurs.

Les Secrets sont similaires aux ConfigMaps, mais ils sont utilisés spécifiquement pour stocker des données sensibles, telles que les informations d'identification et les clés d'API.

Un pod est une abstraction de haut niveau utilisée dans les environnements Kubernetes pour gérer un ou plusieurs conteneurs. Alors que Docker lui-même se concentre sur la gestion des conteneurs individuels, Kubernetes introduit le concept de pod pour représenter un groupe de conteneurs étroitement liés qui partagent des ressources et des contextes communs.

Un pod peut être considéré comme une unité atomique de déploiement dans Kubernetes. Il représente un environnement d'exécution pour les conteneurs et fournit un contexte dans lequel les conteneurs s'exécutent ensemble, communiquent et partagent des ressources. Les conteneurs au sein d'un pod partagent le même réseau, le même espace de stockage et les mêmes options de planification.

Voici quelques points importants à connaître sur les pods dans Docker :

1. Groupement des conteneurs :
Les pods permettent de grouper des conteneurs qui travaillent ensemble pour fournir une fonctionnalité spécifique. Par exemple, un pod peut inclure un conteneur principal exécutant une application Web et un secondaire exécutant un sidecar pour la journalisation ou le monitoring.

2. Partage de ressources :
Les conteneurs au sein d'un pod partagent les ressources de manière efficace. Ils peuvent communiquer via le réseau local de la machine hôte, ce qui facilite l'échange d'informations et la coordination entre les conteneurs.

3. Atomicité :
Les conteneurs à l'intérieur d'un pod sont planifiés, déployés et gérés de manière atomique. Cela signifie qu'ils sont créés et supprimés ensemble, garantissant une cohérence et une fiabilité accrues dans le cycle de vie des applications.

4. IP partagée :
Les conteneurs d'un pod partagent la même adresse IP et le même port. Cela facilite la communication interne entre les conteneurs du pod sans exposer les ports spécifiques à l'extérieur du pod.

5. Échelle unitaire :
Les pods sont souvent l'unité de mise à l'échelle dans Kubernetes. Au lieu de mettre à l'échelle individuellement les conteneurs, vous pouvez mettre à l'échelle horizontalement le nombre de pods pour augmenter la capacité globale de votre application.

6. Gestion par Kubernetes :
Kubernetes gère le déploiement, le redémarrage, la répartition de charge et la surveillance des pods. Vous pouvez spécifier le nombre de replicas (réplicas) d'un pod pour assurer une haute disponibilité et une tolérance aux pannes.

En résumé, un pod dans Docker est une abstraction utilisée par Kubernetes pour gérer un groupe de conteneurs étroitement liés. Les pods facilitent la coordination, le partage de ressources et la gestion des conteneurs, offrant une solution plus flexible et évolutive pour le déploiement d'applications dans des environnements Kubernetes.

Regrouper plusieurs conteneurs dans un seul pod est pertinent dans les cas d'usage suivants :

Applications étroitement couplées :
Lorsque des conteneurs ont une forte interdépendance et nécessitent une communication étroite, les regrouper dans un seul pod facilite cette communication. Par exemple, un conteneur frontend (interface utilisateur) et un conteneur backend (logique métier) peuvent être regroupés dans un même pod pour permettre une communication efficace entre eux via la communication inter-processus (IPC) ou le partage du réseau local.

Sidecar Containers :
Les sidecar containers sont des conteneurs qui fournissent des fonctionnalités auxiliaires ou des services complémentaires à l'application principale. Regrouper ces conteneurs dans le même pod permet de simplifier la gestion et l'orchestration de l'ensemble de l'application. Par exemple, un sidecar container peut être utilisé pour la journalisation, la surveillance, le caching, l'authentification, ou pour fournir un reverse proxy pour l'application principale.

Microservices :
Dans une architecture basée sur les microservices, où chaque service est décomposé en petites unités fonctionnelles, regrouper plusieurs services dans un même pod peut faciliter le déploiement et la gestion de ces services connexes. Cela permet de garantir que les services sont toujours déployés et mis à l'échelle ensemble, et de réduire la complexité de l'orchestration des services individuels.

Partage des ressources :
Regrouper plusieurs conteneurs dans un même pod leur permet de partager efficacement les ressources, telles que la mémoire ou le CPU. Cela peut être utile lorsque les conteneurs ont des exigences de ressources similaires et qu'il est plus efficace de les exécuter sur la même machine.

Dépendances logicielles :
Dans certains cas, des conteneurs peuvent nécessiter des dépendances logicielles communes, telles que des bibliothèques partagées ou des outils système. En regroupant ces conteneurs dans un même pod, il est possible de simplifier la gestion des dépendances et de garantir que toutes les ressources nécessaires sont présentes pour l'ensemble du groupe de conteneurs.

En résumé, regrouper plusieurs conteneurs dans un même pod est pertinent lorsque les conteneurs ont une forte interdépendance, nécessitent des fonctionnalités auxiliaires, sont des microservices connexes, ont besoin de partager des ressources ou des dépendances logicielles communes.

Les principales différences entre Kubernetes et Docker Swarm sont les suivantes :

Complexité :
Kubernetes est généralement considéré comme plus complexe à configurer et à gérer que Docker Swarm. Kubernetes offre une gamme plus large de fonctionnalités et une plus grande flexibilité, ce qui peut entraîner une courbe d'apprentissage plus prononcée. En revanche, Docker Swarm est plus simple et plus facile à prendre en main, ce qui en fait un choix plus adapté pour les cas d'utilisation moins complexes ou pour les utilisateurs qui préfèrent une solution plus légère.

Mise à l'échelle :
Kubernetes est plus adapté aux déploiements à grande échelle avec des centaines voire des milliers de conteneurs répartis sur plusieurs nœuds. Il dispose d'une architecture plus robuste et d'outils avancés pour la gestion des charges de travail à grande échelle. Docker Swarm, quant à lui, est souvent considéré comme plus adapté aux déploiements de taille plus modeste, bien qu'il puisse également gérer des environnements plus importants avec des centaines de conteneurs.

Fonctionnalités avancées :
Kubernetes offre un ensemble plus large de fonctionnalités avancées, telles que la gestion des déploiements, la mise à l'échelle automatique, la gestion fine des ressources, la gestion des secrets et des ConfigMaps, l'auto-réparation, etc. Docker Swarm, bien qu'il propose également certaines de ces fonctionnalités, est généralement plus limité en termes de fonctionnalités avancées et de personnalisation.

Écosystème et support :
Kubernetes bénéficie d'un écosystème très riche et d'une communauté active, ce qui se traduit par un support et des ressources en ligne abondantes. Il dispose également d'un large éventail d'outils tiers et d'intégrations avec d'autres technologies. Docker Swarm, bien qu'il dispose également d'une communauté et d'un support, est généralement considéré comme moins développé en termes d'écosystème et de support.

Objectifs et philosophie :
Kubernetes a été conçu pour être une plateforme d'orchestration de conteneurs plus générique, prenant en charge différents types de conteneurs et d'architectures, et offrant une plus grande flexibilité. Docker Swarm, en revanche, est plus étroitement intégré à Docker et met l'accent sur la simplicité et la compatibilité avec les outils Docker existants.

En résumé, Kubernetes est généralement préféré pour les déploiements à grande échelle, les besoins avancés de gestion des applications conteneurisées et la flexibilité, tandis que Docker Swarm est souvent choisi pour les cas d'utilisation plus simples, les déploiements de taille modeste et la simplicité d'utilisation. Le choix entre les deux dépend des besoins spécifiques, de la complexité du déploiement et des préférences personnelles.

EN BREF
Kubernetes simplifie la gestion des applications conteneurisées en offrant une orchestration automatisée, une haute disponibilité, une mise à l'échelle dynamique, une gestion centralisée des ressources et une portabilité des applications. Cela vous permet de développer et de déployer vos applications plus rapidement, de manière plus fiable et avec une meilleure utilisation des ressources.

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