Qu’est-ce qu’un conteneur ? Principes de la virtualisation des conteneurs

Les conteneurs sont une forme de virtualisation qui permet aux applications de fonctionner dans des environnements isolés tout en partageant le même noyau de système d’exploitation. Cette approche offre un moyen léger et efficace de déployer, de gérer et de faire évoluer les applications. Cet article explique ce que sont les conteneurs, comment ils fonctionnent et les principes qui sous-tendent la virtualisation des conteneurs.

1. Comprendre les conteneurs

Un conteneur est une unité logicielle standardisée qui regroupe le code et toutes ses dépendances afin que l’application s’exécute rapidement et de manière fiable dans différents environnements informatiques. Contrairement aux machines virtuelles (VM) traditionnelles, les conteneurs partagent le noyau du système d’exploitation du système hôte, mais s’exécutent dans des espaces utilisateurs isolés.

2. Principales caractéristiques des conteneurs

2.1. Léger

Les conteneurs sont plus légers que les machines virtuelles car ils ne nécessitent pas un système d’exploitation complet pour chaque instance. Ils ne comprennent que l’application et ses dépendances, ce qui se traduit par des temps de démarrage plus rapides et une consommation de ressources réduite.

2.2. Portabilité

Les conteneurs peuvent fonctionner de manière cohérente dans n’importe quel environnement prenant en charge la conteneurisation, qu’il s’agisse de l’ordinateur portable d’un développeur, d’un environnement de test ou d’un serveur de production. Cette portabilité permet de rationaliser les processus de développement et de déploiement.

2.3. Isolement

Les conteneurs offrent un certain degré d’isolation entre les applications, garantissant que les processus d’un conteneur n’affectent pas les autres. Cette isolation renforce la sécurité et la stabilité.

3. Principes de la virtualisation des conteneurs

3.1. Espaces de noms

Les espaces de noms sont une caractéristique fondamentale de la conteneurisation, car ils permettent d’isoler les ressources du système en créant des vues distinctes. Chaque conteneur fonctionne dans son propre espace de noms, ce qui garantit que les processus, les utilisateurs et les configurations réseau n’interfèrent pas les uns avec les autres. Les principaux espaces de noms sont les suivants

• L’espace de noms PID: Il isole les identifiants de processus, ce qui permet aux conteneurs d’avoir leur propre espace de processus.
• Espace de noms NET: Fournit à chaque conteneur sa propre pile réseau, ce qui permet d’avoir des adresses IP et un routage uniques.

3.2. Groupes de contrôle (cgroups)

Les groupes de contrôle, ou cgroups, sont utilisés pour gérer et limiter l’utilisation des ressources des conteneurs. Ils permettent au système d’exploitation d’allouer l’unité centrale, la mémoire, les entrées/sorties de disque et la bande passante du réseau à chaque conteneur, ce qui garantit une distribution équitable des ressources et empêche un conteneur unique de monopoliser les ressources.

3.3. Systèmes de fichiers collectifs

Les conteneurs utilisent des systèmes de fichiers d’union pour fournir une structure de système de fichiers en couches. Cela permet d’empiler plusieurs couches les unes sur les autres, chaque couche représentant des modifications ou des ajouts différents au système de fichiers. Le résultat est un moyen léger et efficace de gérer les fichiers sans dupliquer les données.

4. Technologies de conteneurs populaires

Plusieurs technologies sont couramment utilisées pour mettre en œuvre les conteneurs :

• Docker: la plateforme de conteneurisation la plus populaire qui simplifie le processus de construction, de déploiement et de gestion des conteneurs. Elle fournit un ensemble d’outils et un écosystème complets.
• Kubernetes: Une plateforme d’orchestration qui automatise le déploiement, la mise à l’échelle et la gestion des applications conteneurisées sur des clusters de machines.
• OpenShift: Une plateforme d’applications conteneurisées basée sur Kubernetes qui offre des fonctionnalités supplémentaires pour les déploiements en entreprise, notamment une sécurité renforcée et des outils pour les développeurs.

5. Avantages de la conteneurisation

• Déploiement plus rapide: Les conteneurs peuvent être démarrés et arrêtés beaucoup plus rapidement que les machines virtuelles, ce qui permet un déploiement et une mise à l’échelle rapides des applications.
• Environnements cohérents: Les conteneurs garantissent que les applications s’exécutent dans des environnements cohérents, ce qui réduit les problèmes liés à la dérive de la configuration.
• Efficacité des ressources: En partageant le noyau du système d’exploitation hôte, les conteneurs utilisent mieux les ressources du système, ce qui permet à un plus grand nombre d’applications de fonctionner sur le même matériel.

6. Conclusion

Les conteneurs représentent une approche puissante du déploiement et de la gestion des applications, en s’appuyant sur les principes de la virtualisation pour fournir des environnements isolés, portables et efficaces. La compréhension des principes fondamentaux de la virtualisation des conteneurs, tels que les espaces de noms, les groupes de contrôle et les systèmes de fichiers communs, permet aux développeurs et aux administrateurs système d’exploiter tout le potentiel de la technologie des conteneurs pour le développement et le déploiement d’applications modernes.