L'orchestration Kubernetes gère des clusters de machines et y déploie des conteneurs en fonction des ressources dont ils ont besoin et de l'état souhaité défini par l'utilisateur. Le système repose sur plusieurs concepts clés qui fonctionnent ensemble.

• Conteneurs : il s'agit de packages légers, portables et exécutables qui contiennent une application et toutes ses dépendances. Kubernetes orchestre le déploiement et le cycle de vie de ces conteneurs.
• Cluster : il s'agit de l'ensemble des machines, appelées nœuds, qui sont regroupées et gérées par Kubernetes pour exécuter vos applications.
• Plan de contrôle : le plan de contrôle est le cerveau du cluster Kubernetes. Il prend toutes les décisions globales concernant le cluster (comme la programmation), et est chargé de détecter les événements de cluster et d'y répondre pour maintenir l'état souhaité par l'utilisateur.
• Nœuds : un nœud est une machine de nœud de calcul unique dans le cluster, qu'il s'agisse d'un serveur physique ou d'une machine virtuelle. C'est là que les conteneurs s'exécutent réellement.
• Pods : dans Kubernetes, les pods sont les plus petits objets déployables. Ils représentent une instance unique d'un processus en cours d'exécution. Ils contiennent un ou plusieurs conteneurs, un espace de stockage partagé et une adresse IP réseau unique.

Les plates-formes d'orchestration de conteneurs fournissent des outils pour automatiser l'orchestration des conteneurs. Elles permettent également d'installer d'autres technologies Open Source pour la journalisation des événements, la surveillance et l'analyse, comme Prometheus.

Il existe deux principaux types de plates-formes d'orchestration de conteneurs : celles définies par vos soins et celles qui sont gérées.

• Outils d'orchestration de conteneurs autogérés : ces plates-formes, généralement conçues de A à Z ou exploitant une plate-forme Open Source comme Kubernetes, vous offrent un contrôle total sur la personnalisation. Cependant, elles vous obligent également à assurer la gestion et la maintenance de la plate-forme, y compris les tâches d'installation, de configuration, de mise à jour et d'application de correctifs de sécurité.
• Services Kubernetes gérés : les plates-formes comme Google Kubernetes Engine (GKE) gèrent la complexité de la configuration et de l'exploitation de l'infrastructure de cluster sous-jacente, ce qui vous permet de vous concentrer sur le déploiement et la gestion de vos applications. Le fournisseur de services cloud est chargé de gérer l'installation et les opérations. Par conséquent, vous pouvez simplement utiliser les capacités et vous concentrer sur l'exécution de vos applications conteneurisées.

Si Kubernetes fournit l'orchestration de base, un ensemble d'outils de cluster fonctionnent de concert pour renforcer la sécurité, simplifier la gestion et permettre le scaling. Voici une liste d'outils associés : 

• Solutions de surveillance et de journalisation : des outils comme la suite Google Cloud Operations (Cloud Monitoring et Cloud Logging) sont essentiels pour observer l'état et les performances du cluster et des applications qui y sont exécutées.
• Outils CI/CD : des systèmes comme Cloud Build s'intègrent à Kubernetes pour automatiser le processus de création d'images de conteneurs et leur déploiement sur le cluster.

Les outils d'orchestration de conteneurs tels que Google Kubernetes Engine (GKE) facilitent le déploiement et l'exécution des applications conteneurisées et des microservices. Les outils d'orchestration de conteneurs appliquent généralement leurs propres méthodologies et offrent des fonctionnalités variées, mais ils permettent tous aux entreprises de coordonner, de gérer et de surveiller automatiquement les applications conteneurisées.

Bien que le résultat final soit le même (une application conteneurisée gérée et en cours d'exécution), les étapes et le niveau d'effort requis diffèrent considérablement entre Kubernetes et GKE.

Kubernetes automatise plusieurs fonctions essentielles qui nécessiteraient autrement un effort manuel considérable. Ces fonctionnalités de base en font une plate-forme d'orchestration très performante.

• Déploiement : Kubernetes vous aide à décrire l'état souhaité pour votre application déployée. Le moteur d'orchestration gère ensuite le déploiement des modifications, comme la mise à jour d'une application vers une nouvelle version, de manière contrôlée, souvent sans temps d'arrêt.
• Scaling : en fonction de l'utilisation du processeur ou d'autres métriques personnalisées, Kubernetes peut automatiquement augmenter ou diminuer le nombre de conteneurs en cours d'exécution. Cela permet de s'assurer que votre application dispose des ressources nécessaires pour gérer la charge tout en optimisant les coûts.
• Autoréparation : si un conteneur ou un nœud tombe en panne, l'orchestration Kubernetes peut détecter automatiquement la défaillance. Elle redémarre, remplace ou reprogramme ensuite les conteneurs sur des nœuds opérationnels pour s'assurer que l'application reste disponible sans intervention manuelle.
• Découverte des services et équilibrage de charge : Kubernetes peut exposer automatiquement un conteneur sur Internet ou d'autres conteneurs du cluster à l'aide d'un nom DNS stable. Il peut également équilibrer la charge du trafic entre plusieurs conteneurs qui fournissent le même service, afin de s'assurer que les requêtes sont distribuées efficacement.
• Gestion de la configuration : Kubernetes vous permet de stocker et de gérer les informations sensibles, telles que des mots de passe et des clés API, sous forme de "secrets". Il gère également les données de configuration des applications sous forme de "ConfigMaps", ce qui vous permet de mettre à jour les configurations sans recréer vos images de conteneurs.