Les entreprises recherchent des solutions pour gagner en agilité, scalabilité et résilience pour leurs systèmes IT et leurs services et applications. L’approche Cloud Native répond à ces besoins en s’appuyant sur des technologies modernes permettant de déployer et de gérer des applications de manière flexible et efficace.
Que signifie exactement le terme “Cloud Native” ? Quels sont ses avantages et les défis associés ? Comment l’adopter efficacement ? De quelle architecture et de quelles technologies parle-t-on exactement ? Cet article vise à vous éclairer du mieux possible sur ce sujet !
Cloud Native : Définition et Principes Fondamentaux
Le Cloud Native est une approche de développement et de gestion des applications conçue pour tirer pleinement parti des infrastructures cloud.
Contrairement aux solutions traditionnelles, une architecture cloud Native repose sur les fondements suivants :
- Une architecture applicative flexible avec les microservices et les conteneurs ;
- L’automatisation des déploiements et de la gestion des infrastructures ;
- L’orchestration dynamique des applications et des ressources infrastructure ;
- L’observabilité et la supervision avancée pour garantir des performances optimales.
💡 Contrairement à ce que le nom Cloud Native pourrait laisser penser, cette approche ne se limite pas aux environnements cloud publics. Elle est tout à fait compatible avec les infrastructures on-premise, cloud privé, hybride ou multi-cloud, permettant une portabilité accrue et réduisant le vendor lock-in.
Architecture Cloud Native et Composants Clés
Architecture Microservices
L’architecture Cloud Native repose sur une approche microservices avec des applications décomposées en services indépendants. Chaque microservice gère une fonctionnalité bien définie et peut être mis à jour, déployé ou remplacé sans impacter l’ensemble de l’application.
Conteneurs applicatifs
Les conteneurs ont été popularisés avec Docker. Ils permettent d’isoler chaque microservice et de garantir son exécution de manière prévisible et similaire quel que soit l’environnement (dev, test, production). Cette approche facilite la gestion par les différentes équipes techniques, la portabilité mais aussi la scalabilité des applications.
Orchestration avec Kubernetes
L’exécution et la gestion des conteneurs à grande échelle sont assurées par la technologie Kubernetes qui automatise de nombreuses tâches essentielles relatives à la gestion de l’infrastructure et des applications qu’elle héberge :
-
Self-Healing et résilience : en cas d’échec d’un conteneur, Kubernetes le redémarre automatiquement et maintient l’intégrité des applications ;
-
Load-Balancing : Kubernetes répartit efficacement les requêtes pour éviter toute surcharge.
-
Déploiement et mise à l’échelle des applications : Kubernetes permet d’ajuster dynamiquement les ressources en fonction des besoins ;
-
Gestion des configurations et secrets : Kubernetes simplifie la gestion des variables d’environnement et des données sensibles.
Grâce à Kubernetes, les entreprises peuvent bénéficier d’une infrastructure adaptative et optimisée, réduisant la charge opérationnelle et améliorant la fiabilité de leurs services. Vous pouvez retrouver plus de détails dans notre article sur les bénéfices de Kubernetes et les difficultés à anticiper
DevOps, CI/CD, Gitops et Automatisation
L’approche DevOps favorise une collaboration fluide entre les équipes de développement et d’opération. Nous avons fait un article jumeau du précédent sur les bénéfices du DevOps et les difficultés à anticiper.
Pour résumer, l’intégration des pratiques DevOps et solutions CI/CD (Intégration Continue / Déploiement Continu) permet d’améliorer significativement la rapidité, la fiabilité et la sécurité des processus de développement et de déploiement, avec notamment :
- Une détection rapide des erreurs grâce à des tests automatisés à chaque modification du code ;
- Des déploiements fréquents et sûrs, réduisant les délais de mise en production ;
- Une réduction des risques opérationnels en minimisant les interventions manuelles.
L’automatisation joue un rôle clé dans cette approche DevOps, avec des outils comme Terraform (Infrastructure as Code) / Terragrunt, Ansible ou encore des solutions CI/CD de référence comme GitLab CI ou Github Actions.
ArgoCD et FluxCD sont également deux technologies centrales en matière de GitOps, nous avons explicité en détails cette approche et leurs spécificités réciproques dans notre article GitOps : les principes et pourquoi l’adopter ?.
Observabilité et Monitoring
L’observabilité est la capacité d’un système informatique (typiquement une application ou un composant d’infrastructure) à fournir une visibilité approfondie sur son état interne en analysant les données qu’il génère. Cette notion est au coeur de l’approche Cloud Native et repose sur les trois piliers suivants :
-
Les Logs : Enregistrements détaillés des événements du système et des applications, permettant de diagnostiquer des erreurs et de comprendre le comportement d’un service ;
-
Les Métriques : Indicateurs quantitatifs tels que l’utilisation CPU, la mémoire consommée, le nombre de requêtes traitées, ou le taux d’erreur, utilisés pour surveiller la performance ;
-
Les Traces distribuées : Analyse des parcours d’une requête à travers plusieurs services et microservices, permettant d’identifier les goulets d’étranglement et d’optimiser la latence.
Contrairement au monitoring “traditionnel”, qui repose principalement sur la collecte de métriques et d’alertes prédéfinies, l’observabilité va plus loin en permettant une exploration proactive et une compréhension approfondie du comportement des applications.
L’observabilité est essentielle pour garantir la disponibilité, la performance et la fiabilité des services. Elle permet d’identifier rapidement les incidents, de comprendre leur origine et d’améliorer en continu les infrastructures et applications. Des technologies comme Prometheus, Grafana, Loki, OpenTelemetry ou encore Jaeger sont largement utilisés pour implémenter l’observabilité dans les plateformes Cloud Native.
Le Landscape de Technologies Cloud Native
Les précédents paragraphes évoquent déjà un grand nombre de technologies Cloud Native. Il existe cependant un nombre de technologies cloud native bien plus important encore, dont plus d’une trentaine considérée comme matures par le CNCF et de niveau “Graduated”.
💡 Vous pouvez jeter un oeil sur le fameux landscape Cloud Native du CNCF qui les référence et les classifie par domaines d’utilisation.
Les Avantages du Cloud Native
Scalabilité et Portabilité
Le Cloud Native permet une mise à l’échelle dynamique des ressources en fonction de la charge, évitant ainsi la sous-utilisation ou la surcharge des infrastructures. L’auto-scaling permet d’ajuster en temps réel la capacité des applications en fonction du trafic, ce qui est particulièrement avantageux pour gérer des pics d’activité imprévus ou des variations saisonnières. En optimisant l’allocation des ressources, le Cloud Native permet aussi de réduire les coûts liés à l’overprovisioning des infrastructures.
De plus, les entreprises bénéficient d’une plus grande portabilité des workloads. Elles peuvent plus facilement migrer leurs applications entre différents fournisseurs de cloud ou vers une infrastructure on-premise, évitant ainsi un verrouillage technologique (le fameux “vendor lock-in”). Les architecture hybrides ou multi-cloud sont également implémentables plus “facilement”.
Résilience et Fiabilité
Les systèmes Cloud Native reposent en grande partie sur Kubernetes. Ces systèmes sont conçus pour tolérer les pannes hardware en s’appuyant sur des mécanismes de self-healing, de répartition de charge et de redondance des services. Contrairement aux architectures monolithiques, où une panne peut impacter l’ensemble d’une application, les microservices et les conteneurs permettent d’isoler les défaillances et de maintenir la disponibilité des autres composants.
Avec Kubernetes, les applications peuvent aussi être redéployées automatiquement en cas d’échec d’un service, garantissant ainsi résilience et haute disponibilité. Le load balancing distribue les requêtes entre les différentes instances disponibles, empêchant une surcharge sur un seul point d’entrée de l’infrastructure.
Les organisations peuvent également mettre en place des stratégies avancées de PRA, avec une reprise rapide en cas d’incident majeur et limitant les interruptions de service. Les sauvegardes automatisées, combinées à la possibilité de redéployer rapidement des environnements, améliorent encore la fiabilité des architectures Cloud Native.
Rapidité de Développement et d’Innovation
Couplée aux méthodologies DevOps et CI/CD, le Cloud Native accélère significativement le cycle de développement des applications. Les mises à jour peuvent être fréquentes et sécurisées, réduisant le time-to-market et facilitant l’innovation continue.
Grâce à l’Infrastructure as Code (IaC) et aux pratiques d’automatisation, la configuration et le déploiement des infrastructures sont standardisés, reproductibles et contrôlables via des outils comme Terraform, Ansible ou Helm. Cela permet aux développeurs de tester rapidement des nouvelles fonctionnalités, d’identifier les problèmes en amont et d’assurer une mise en production rapide et fiable.
Les équipes bénéficient également d’un meilleur feedback en continu, ce qui leur permet d’améliorer constamment leurs applications. Avec les stratégies de déploiement progressif des applications (blue-green, canary), les nouvelles versions peuvent par ailleurs être déployées sereinement et progressivement et limiter les impacts sur les utilisateurs en cas de problème.
Les Défis dans l’Adoption du Cloud Native
Complexité de l’Adoption
Passer au Cloud Native implique une refonte profonde des architectures et une maîtrise avancée des outils d’orchestration comme Kubernetes. La gestion d’un environnement basé sur des microservices et des conteneurs demande une approche plus modulaire et distribuée, ce qui peut complexifier l’administration et le monitoring des services.
L’intégration de nouvelles pratiques comme l’Infrastructure as Code (IaC), l’automatisation des déploiements et la gestion des dépendances entre microservices nécessitent une expertise technique avancée. Une transition réussie repose sur un accompagnement stratégique, une planification rigoureuse et des outils adaptés.
Sécurité
Avec la multiplication des microservices et des environnements cloud, la surface d’attaque s’élargit, rendant la sécurité plus complexe à gérer. Si ces bonnes pratiques ne sont pas spécifiques au Cloud Native, les entreprises doivent mettre en place des stratégies avancées de gouvernance pour protéger leurs infrastructures et leurs données :
-
Prise en compte de la sécurité dès la phase de design et de build de la plateforme Kubernetes : limiter l’exposition extérieure, protection et surveillance du traffic externe, etc ;
-
Gestion des identités et des accès (IAM) : Mise en place de politiques de permissions strictes pour limiter les accès non autorisés ;
-
Chiffrement des données : Sécurisation des flux et des stockages de données en transit et au repos ;
-
Monitoring et détection des menaces : Utilisation d’outils comme Falco, Trivy ou Kyverno pour surveiller en continu les comportements suspects et détecter d’éventuelles vulnérabilités.
Coût et Optimisation des Ressources
Si le Cloud Native offre une flexibilité accrue, il peut également entraîner une hausse des coûts si les ressources ne sont pas bien gérées. Une mauvaise configuration des services peut engendrer une surconsommation inutile de ressources, impactant directement le budget cloud. Quelques pistes pour maîtriser et optimiser les coûts :
- Lorsque la dynamicité offerte par le cloud public (le self-service) n’est pas nécessaire, préférer un déploiement de Kubernetes on-premise ou en cloud privé sur un infrastructure dimensionnée de façon optimale avec des ressources dédiées ;
- Mettre en place du FinOps pour analyser et optimiser les dépenses cloud en temps réel ;
- En cloud public, éviter le surprovisionning en optimisant l’architecture et en sélectionnant les bonnes instances et services adaptés aux besoins ;
- Suivre les métriques d’utilisation des ressources par les applications avec des outils de supervision cloud native comme Prometheus, Thanos et Grafana, voire des solutions propriétaires (e.g. Datadog).
Formation et Montée en Compétences
L’adoption du Cloud Native nécessite une montée en compétences et une adoption de nouveaux outils et de nouvelles technologies. La quasi intégralité des équipes techniques est concernée par cette évolution :
-
Les équipes de développement doivent se familiariser avec les microservices, les conteneurs, le packaging ou encore l’observabilité de leurs applications ;
-
Les équipes en charge du “Devops” doivent maîtriser les pratiques CI/CD et l’automatisation dans la gestion des infrastructures et dans les pipelines de déploiement ;
-
Les équipes adminsys, SRE (Site Reliability Engineer) et opérations doivent se familiariser avec Kubernetes et tout son écosystème infrastructure (CSI, CNI, opérateurs K8s, supervision cloud native, etc.) ;
Un accompagnement technique, des sessions de formation et une veille technologique constante sont indispensables pour une bonne mise en oeuvre du Cloud Native au sein de son organisation tout en minimisant les risques liés à une mauvaise implémentation.
💡 Une importante communauté DevOps et Cloud Native francophone propose de nombreuses ressources utiles et de qualité (blog, vidéos, podcasts, etc.) pour se former de façon autonome.
💡 De notre côté, nous partageons régulièrement notre expertise dans nos évènements en-ligne reconnus par cette communauté et avec plus de 1500 personnes qui nous suivent, les Enix Live ShowS.
Conclusions
L’adoption de Kubernetes et plus globalement du Cloud Native marque un tournant majeur dans la gestion et le déploiement des applications modernes. En apportant scalabilité, flexibilité et résilience, le Cloud Native répond aux défis des entreprises souhaitant optimiser leurs infrastructures et améliorer la qualité de leur développement applicatif et la vélocité de déploiement.
Cependant, cette évolution n’est pas sans défis : la complexité de l’orchestration Kubernetes, les exigences en matière de sécurité, la gestion des coûts et la nécessité d’une montée en compétences sur de nombreuses technologies sont des facteurs importants à prendre en compte.
Depuis près de 10 ans et l’émergence de ces technologies, chez Enix, nous mettons notre expertise Kubernetes et Cloud Native au service des organisations. De la conception à l’exploitation et l’infogérance en 24/7, n’hésitez pas à nous contacter pour en discuter ensemble !
Ne ratez pas nos prochains articles DevOps et Cloud Native! Suivez Enix sur Linkedin!