Container-as-a-Service : comparaison des offres CaaS

Un service de conteneur est un service de fournisseur de cloud computing, qui permet aux utilisateurs de développer, tester, exécuter ou distribuer des logiciels à travers des conteneurs dits d’application dans des infrastructures informatiques.

Les applications de conteneurs sont un concept du domaine de Linux. La technologie permet la virtualisation au niveau du système d’exploitation. Les applications individuelles, y compris toutes les dépendances comme les bibliothèques et les fichiers de configuration, sont exécutées sous la forme d’instances encapsulées. Ceci permet le fonctionnement en parallèle de plusieurs applications avec des exigences différentes sur un même système d’exploitation, ainsi que le déploiement sur une large gamme de systèmes.

CaaS inclut généralement un environnement de conteneur complet, comprenant des outils d’orchestration, un catalogue d’images (appelé registre), un logiciel de gestion de cluster et un ensemble d’outils de développement et d’API (interfaces de programmation d’application). La facturation est utilisée dans le modèle de location.   

Lors du choix d’un service CaaS pour une utilisation en entreprise, les utilisateurs doivent être guidés par les questions suivantes :

• Quels outils d’orchestration sont disponibles ?
• Quels formats de fichiers sont pris en charge pour les applications de conteneur ?
• Est-il possible d’utiliser des applications multi-conteneurs ?
• Comment les clusters sont-ils gérés pour le fonctionnement du conteneur ?
• Quelles fonctions réseau et stockage sont prises en charge ?
• Le fournisseur offre-t-il un registre privé pour les images de conteneurs ?
• Dans quelle mesure l’environnement d’exécution du conteneur est-il intégré à d’autres services Cloud ?
• Quels sont les modèles de facturation disponibles ?

CLaaS s’adresse aux développeurs et aux opérations informatiques et permet la fourniture, la gestion et la mise à l’échelle d’applications basées sur des conteneurs dans les clusters Kubernetes. La gamme des fonctions comprend :

• Nœuds (nodes) de cloud gérés avec des ressources serveur dédiées
• Gestion individuelle des clusters
• Accès complet aux conteneurs d‘application
• Orchestration sur mesure
• Support professionnel dans l’utilisation et la création de clusters de conteneurs dans le cloud panel par IONOS First Level Support
• Si vous avez des questions sur Kubernetes ou sur les solutions installées, la communauté IONOS Cloud vous aidera

Les nœuds de cluster sont gérés via le panneau Cloud IONOS. Pour l’orchestration des applications de conteneurs, ClaaS s’appuie sur l’orchestration Kubernetes. Les utilisateurs peuvent gérer Kubernetes à l’aide de l’outil en ligne de commande kubectl ou le tableau de bord Kubernetes peut être installé comme interface utilisateur. IONOS support couvre la fourniture et la gestion du cluster conteneur. Le support direct pour kubectl ou le tableau de bord Kubernetes n’est pas offert.

Grâce à IONOS Cloud Panel, les utilisateurs ont accès à diverses applications tierces sous forme de solutions en un seul clic. Le portefeuille comprend les solutions logicielles suivantes :

Le service en ligne DockerHub peut être intégré en tant que registre pour les images Docker. Pour mettre en place un cluster conteneur dédié, les utilisateurs sélectionnent au moins 3 VM de la plateforme IONOS laaS et les utilisent comme nœuds maître (master) ou esclave (worker) si désiré. Le nœud maître est responsable du contrôle, de la répartition de la charge et de la coordination du cluster de conteneurs. Les applications de conteneurs sont exécutées dans ce qu’on appelle des pods sur les nœuds esclave. Si nécessaire, les conteneurs peuvent également être démarrés directement sur le nœud maître.

Les nœuds de cluster pour l’hébergement de conteneurs sont disponibles en 6 catégories de prix avec des caractéristiques différentes : M, L, XL, XXL, 3XL et 4XL. La gamme s’étend des petits nœuds de cluster avec un noyau de processeur, 2Go de Ram et 50 Go de mémoire SSD aux machines professionnelles avec 12 cœurs de processeur, 32 Go de RAM et 360 Go de mémoire SSD. Un système Linux fonctionne sur tous les nœuds.

Les utilisateurs ne paient que pour les ressources utilisées. L’exploitation des conteneurs et l’utilisation de solutions en un seul clic (à l’exception des autoscalers) n’entraînent pas de coûts supplémentaires. La configuration sélectionnée est facturée à la minute près.

Amazon ECS propose aux utilisateurs différentes interfaces qui permettent d’exploiter des applications isolées d’Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) :

• Instances Amazon-EC2 (Instances d‘Amazon Elastic Compute Cloud) : Amazon EC2 consiste en une capacité de calcul évolutive du service Informatique Amazon Cloud, sous la forme d’instances.

• Amazon S3 (Amazon Simple Storage) : Amazon S3 est une plateforme de stockage basée sur le Cloud.

• Amazon EBS (Amazon Elastic Block Store) : Amazon EBS fournit des volumes de stockage en blocs de haute disponibilité pour les instances EC2.

• Amazon RDS (Amazon Relational Database Service) : Amazon RDS est un service de base de données pour la gestion des moteurs de bases de données relationnelles Amazon Aurora, PostgreSQL, MySQL, MariaDB, Oracle et Microsoft SQL Server.

ECS ne prend en charge que les conteneurs au format Docker.

La gestion des conteneurs se fait par défaut avec ECS à l’aide d’un orchestrateur propriétaire, qui agit en tant que maître et communique avec un agent sur chaque nœud du cluster à gérer. Autrement, un module open source est proposé avec Blox. Ce dernier permet de relier un outil de planification auto-développé ainsi que des logiciels de fournisseurs tiers tels que Mesos à ECS.  

L’un des points forts d‘Amazon EC2 Container Service consiste à pouvoir être associé avec d’autres services Amazon tels que :

• AWS Identity- et Access-Management (IAM) : AWS Identity- et Access-Management vous permettent de définir des rôles d’utilisateurs et de groupes, ainsi que de gérer les accès aux ressources AWS à l’aide d’autorisations.

• Elastic Load Balancing : l‘Elastic Load Balancing est un répartiteur de charge en Cloud, qui distribue automatiquement le trafic des applications entrantes sur plusieurs instances EC2.

• AWS CloudTrail : AWS CloudTrail est un service qui enregistre toute l’activité de l’utilisateur et les chargements API au sein d’un cluster. Ceci permet aux utilisateurs de comprendre et analyser leurs processus dans le cadre de la gestion des ressources et de l’analyse de sécurité.

• Amazon CloudWatch : CloudWatch, le service d’Amazon pour la surveillance des ressources et applications Cloud, est également disponible pour les utilisateurs AWS pour faire fonctionner des conteneurs d’application.  

• AWS CloudFormation : Avec CloudFormation, Amazon fournit aux utilisateurs d’AWS un service permettant de définir des modèles pour le déploiement de ressources AWS. On y trouve des services de conteneurs sous la forme d’un modèle JSON réutilisable. Ceci inclut le schéma directeur de l’application, y compris les instances et les capacités de stockage requises pour l’exécution, ainsi que leurs interactions avec d’autres services AWS.  

Pour l’administration centrale des images de conteneur, Amazon fournit aux utilisateurs d’AWS des référentiels Docker privés dans le cadre de l’EC2 (EC2 Container Registry). L’accès au registre peut être géré via AWS IAM au niveau des ressources.

L’un des inconvénients du service de conteneur Amazon EC2 est la restriction sur les instances EC2. Le service CaaS d’Amazon ne prend pas en charge les infrastructures informatiques en dehors d’AWS, ni physiquement ni virtuellement. Les scénarii de Cloud hybrides, dans lesquels les applications multi-conteneurs sont parfois exploitées sur site, sont donc tout aussi impossibles qu’une combinaison de ressources informatiques de différents fournisseurs de Cloud publics (multi-Cloud). Ceci est probablement dû au modèle d’entreprise dans lequel Amazon propose son service CaaS : le service de conteneur Amazon EC2 est essentiellement disponible gratuitement via AWS. Les utilisateurs paient simplement pour la mise à disposition de l’infrastructure Cloud, par exemple pour un cluster d’instances EC2, qui sert de base à l’exploitation des applications de conteneur.

Le service de conteneurs Amazon EC2 en un coup d’œil

La vidéo suivante montre un didacticiel de cinq minutes sur le service de conteneur Amazon EC2 en anglais.

GKE recourt aux ressources du Google Compute-Engine (GCE) et permet aux utilisateurs d‘exécuter des applications conteneurisées sur des clusters Google Cloud Platform (GCP). Les utilisateurs du GKE ne se limitent toutefois pas à l’infrastructure de Google Cloud : le système de fédération de clusters de l’orchestrateur Kubernetes permet de combiner des ressources de différents clusters d’ordinateurs en une fédération informatique logique, et, si nécessaire, en scénarii hybrides et multi-cloud.

Chaque cluster créé avec GKE se compose d’un nœud final principal Kubernetes sur lequel s’exécutent le serveur d’API Kubernetes et un nombre quelconque de nœuds de travail qui traitent les demandes REST vers l’API Serveurs, le support des conteneurs Docker.

Tandis que le nœud maître surveille l’utilisation des ressources et l’état du cluster, les applications conteneurisées sont exécutées sur le nœud de travail. En cas d’échec d’un nœud de travail, le nœud maître distribue les tâches requises pour l’opération d’application aux autres nœuds.

GKE prend également en charge le format de conteneur docker largement utilisé. Pour mettre à disposition des images Docker, les utilisateurs disposent d’un registre de conteneurs privé. Une syntaxe basée sur JSON offre la possibilité de définir des services de conteneur en tant que modèles.

L’intégration de Kubernetes dans GKE offre aux utilisateurs les fonctions suivantes pour l’orchestration d’applications de conteneur :

• Automatic Binpacking : Kubernetes place automatiquement les conteneurs en fonction des contraintes et des ressources nécessaires pour que le cluster soit chargé de manière optimale. Ceci empêche de compromettre la disponibilité des applications de conteneur.

• Fonction Health-Checks avec Auto-Repair : Kubernetes s’assure que tous les comptes et conteneurs fonctionnent correctement grâce à des bilans de santé automatiques. Les nœuds ou conteneurs qui ne répondent pas sont terminés et remplacés par de nouveaux.

• Échelle horizontale : avec Kubernetes, les applications peuvent être étendues à la hausse ou à la baisse, soit manuellement via la ligne de commande, soit via l’interface utilisateur graphique, soit automatiquement en fonction de l’utilisation du processeur.

• Service-Discovery et Load-Balancing: Kubernetes propose deux modes de découverte de services : les services peuvent être détectés via des variables d’environnement et des enregistrements DNS. L’équilibrage de charge entre différents conteneurs est réalisé via des adresses IP et des noms DNS.

• Orchestration du stockage : Kubernetes permet le stockage automatique de différents systèmes de stockage, qu’il s’agisse de stockage local, de stockage en Cloud public (par exemple via GCP ou AWS) ou de systèmes de stockage réseau tels que NFS, ISCSI, Gluster, Ceph ou Flocker.

A l’instar d’ECS dans AWS, GKE est directement intégré à la plateforme Google Cloud, de sorte que les utilisateurs du moteur de conteneur disposent de diverses fonctionnalités du Cloud public en plus du spectre de la fonction d’orchestration :

• Gestion des identités et des accès : le module IAM de GKE est implémenté à l’aide des comptes Google et prend en charge les autorisations utilisateurs basées sur les rôles  respectifs.

• Stackdriver Monitoring : l’outil de surveillance de Google informe les utilisateurs des performances, du temps de fonctionnement et de l‘état des applications Cloud. Pour ce faire, Stackdriver collecte les mesures de surveillance, les évènements et les métadonnées, et les prépare sous la forme d’un tableau de bord clair. En tant que source de données, l’outil prend en charge Google Cloud Platform, Amazon Web Services et diverses applications telles que Cassandra, Nginx, Apache http Server et Elasticsearch.

• Stackdriver Logging : l’outil d’enregistrement de Google permet aux utilisateurs de stocker, de surveiller et d’analyser les données de journal et les évènements. Stackdriver Logging est compatible avec Google Cloud Platform et Amazon Web Services.

• Container Builder : avec le générateur de conteneurs, Google fournit un outil pour créer des images docker, qui peuvent être créées directement dans le Cloud. Le code source de l’application doit être chargé dans Google Cloud Storage.

La conception du prix du service CaaS de Google est abordée autrement que par celle d’Amazon. Une gestion de conteneurs de clusters avec jusqu’à cinq instances de moteur de calcul (nœuds) est disponible gratuitement pour les utilisateurs. Seule la mise à disposition des ressources Cloud (CPU, mémoire, etc.) est payante. Si les utilisateurs souhaitent exécuter des conteneurs sur des clusters plus importants (six instances ou plus), Google facture également des frais d’utilisation pour le moteur de conteneur : pour un cluster, la facturation se fait à l’heure.

Aperçu de Google Container Engine

Les composants de base du service CaaS de Microsoft est Azure Container Engine, dont le code source est disponible sous licence open source sur GitHub. Le moteur de conteneur Azure agit comme un générateur de modèles pour le gestionnaire de ressources Azure Ressource Manager (ARM). Ceux-ci peuvent être gérés via une API avec l’un des outils d’orchestration suivants : Docker Swarm, DC/OS et Kubernetes (depuis février 2017).

Les fonctions disponibles pour les utilisateurs ACS dans l’exploitation des applications conteneurisées dans le Cloud Azure dépendent du choix de l’orchestration.

Le gestionnaire de cluster DC/OS de Mesosphere est utilisé dans le cadre du service de conteneur Azure en combinaison avec la plateforme d’orchestration Marathon. Une telle structure fournit aux utilisateurs l’ensemble des fonctions suivantes :

• Interface utilisateur basée sur le Web : l’administration des clusters de conteneurs s’effectue via l’interface utilisateur Web de l’orchestrateur Marathon.

• Haute disponibilité : Marathon est géré en tant que cluster actif/passif. Pour chaque nœud actif se trouve un nœud passif entièrement redondant qui, en cas de défaillance du nœud actif, prend en charge ses tâches.

• Service-Discovery et Load-Balancing : DC/OS, avec Marathon-LB, fournit un équilibreur de charge basé sur HAProxy et un DNS Mesos, un outil de découverte de services basé sur DNS.  

• Contrôles de santé : le statut des applications peut être demandé avec Marathon via http ou TCP. Les fonctions de surveillance sont disponibles via une API REST, la ligne de commande ou l’interface utilisateur Web.

• Métriques : Marathon fournit des mesures détaillées de JSON via une API, qui peut être transmise à des outils de surveillance tels que Graphite, statsD ou Datadog.

• Service de notifications : les utilisateurs de DC/OS avec Marathon dans le Cloud Azure ont la possibilité de réserver un point de terminaison http pour les notifications liées aux événements.

• Groupes d’applications : sur demande, les conteneurs peuvent être regroupés en « Pods », qui peuvent être gérés en tant qu’unités autonomes.

• Déploiement basé sur des règles : les restrictions vous permettent de définir précisément où et comment les applications sont distribuées dans le cluster.

Dans la version Docker-Swarm, ACS s’appuie sur la Suite Docker, utilisant les mêmes technologies open source que le Dockers Universal Control Plane (composant de base du Docker Datacenter). Implémenté dans Azure Container Service, Docker Swarm offre les fonctionnalités suivantes pour l’orchestration et la mise à l‘échelle des applications de conteneur.

• Docker Compose : la solution de Docker pour les applications multi-conteneurs permet de relier plusieurs conteneurs entre eux, et de les gérer de manière centralisée avec une seule commande. Dans ce cas, un nombre quelconque de conteneurs, y compris toutes les dépendances, sont définis dans un fichier de contrôle basé sur le langage d’attribution YAML.

• Contrôle via la ligne de commande : le docker CLI (interface de ligne de commande ou Command Line Interface) et l’outil multi-conteneurs Docker Compose permettent l’administration directe des clusters de conteneurs via la ligne de commande.
  
  
• REST API : l’API Docker Remote permet d’accéder à divers outils d’écosystème docker tiers.

• Déploiement basé sur des règles : la distribution des conteneurs docker dans le cluster peut être gérée via des étiquettes et des contraintes.

• Service-Discovery : Docker Swarm propose aux utilisateurs diverses fonctions de découverte de services.

Depuis février 2017, les utilisateurs d’ACS ont également pu accéder à l’orchestrateur Kubernetes pour automatiser l’administration des applications de conteneur, ainsi que le déploiement et la mise à l’échelle des clusters Azure. En outre, en tant qu’implémentation ACS, Kubernetes fournit toutes les fonctions de base répertoriées dans la section Google Container Engine.

ACS peut aussi être intégré dans le service Cloud Azure :

• Azure Portal et Azure CLI 2.0 :les utilisateurs configurent des clusters de conteneurs via le portail Azure, l’interface utilisateur centrale de la plateforme Cloud, ou l’interface de ligne de commande Azure CLI 2.0.

• Azure Container Registry : Azure Container Registry fournit également aux utilisateurs Microsoft un référentiel Repository privé pour déployer des images Docker.

• Operations Management Suite (OMS) : les fonctionnalités de surveillance et de journalisation des services de conteneur sont fournies par la Microsoft Operations Management Suite (OMS).

• Azure Stack : une opération de conteneur dans des environnements Cloud hybrides peut être réalisée avec l’ajout d’Azure Stack.

Par ailleurs, Microsoft présente des fonctions CI/CD (intégration continue de déploiement) avec ACS pour les applications multi-conteneurs, développées avec Visual Studio Team Services ou l’outil open source Visual Studio Code.

La gestion des identités et accès chez Azure est pilotée par Active Directory, dont les fonctions de base sont gratuites pour les utilisateurs jusqu‘à 500 000 répertoires d’objets. Comme pour Amazon ECS, le service Azure Container Service n’implique aucun frais pour l’utilisation des outils de conteneur. Des frais ne sont facturés que pour l’utilisation de l’infrastructure sous-jacente.  

Aperçu du service Microsoft Azure Container Service

La vidéo suivante montre le fonctionnement des conteneurs dockers sur la plateforme Azure.

Pour faciliter la comparaison des fournisseurs de CaaS présentés, nous les avons comparés dans le tableau suivant en fonction des critères de sélection habituels des utilisateurs.

Comme alternative au CaaS, on trouve les outils de conteneurs sur site (on premises), c’est à dire au sein des locaux de l’entreprise. Les deux possibilités présentent leurs avantages et inconvénients.

Les réserves concernant les services de Cloud Computing sont généralement basées sur des questions de sécurité. Les entreprises disposant d’un environnement de conteneurs dans leurs propres centres de données disposent du plus haut niveau de contrôle possible. Ceci inclut une flexibilité maximale dans le choix des composants matériels et logiciels (serveurs de base, systèmes d’exploitation, environnement d’exécution et outils de gestion) ainsi que la certitude que toutes les données sont traitées et stockées exclusivement dans l’entreprise dans le cadre de l’exploitation des conteneurs.

Toutefois, ce gain de liberté de décision s’accompagne d’un surcroît de travail et de coûts liés à la mise en place et à la maintenance de l’environnement de conteneurs. Les installations complexes dans votre propre centre de données exigent souvent des investissements élevés. Il n’est pas encore clair si ces mesures seront payantes. D’autre part, un environnement de conteneurs basé sur le Cloud permet d’offrir rapidement et à moindre coût de nouvelles applications et fonctions logicielles. Dans le cadre d‘un CaaS, les utilisateurs ne paient que les services et ressources qu’ils utilisent réellement. Les paiements anticipés ne sont pas nécessaires. Ceci est particulièrement utile pour les petites entreprises, les start-ups, les fondateurs et les indépendants qui doivent réaliser leurs projets avec des budgets gérables.

Comme d’autres services Cloud, le CaaS marque des points en externalisant son infrastructure informatique auprès de fournisseurs de services spécialisés, qui veillent à ce que les bases techniques soient à jour et fonctionnent parfaitement. Un Container-as-a-Service, associé au modèle de facturation basé sur le niveau d’utilisation, s’adresse aux entreprises connaissant un fort développement et un haut degré d’innovation. Les entreprises qui choisissent une solution sur site ne tirent pas profit de la flexibilité et de l’évolutivité que les fournisseurs de Cloud offrent à leurs clients.

Par ailleurs, il est faux de penser que les données soient stockées de manière plus sécurisée dans votre propre centre de données que sur le Cloud. En règle générale, les petites et moyennes entreprises ne sont pas en mesure de fournir une infrastructure informatique qui puisse concurrencer l’offre des fournisseurs de clouds publics établis en termes de disponibilité, de sécurité des données et de conformité.

Avantages et inconvénients du modèle CaaS

Avantages et inconvénients des plateformes de conteneurs auto-hébergées