Cours NoSQL

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# Cours NoSQL

## Haïkel Guémar - haikel.guemar@gmail.com

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# Introduction aux conteneurs, Kubernetes et OpenShift

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Ceci est un crash course pour vous donner les bases pour déployer
des applications via Docker et/ou OpenShift

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# Le Cloud Computing

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## Pourquoi?

* Automatisation du provisionnement
* Facturation à la demande
* Stockage, calculs distants
* Redondance
* Virtualisation
* Pet vs Cattle

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## Cloud Computing: X as a Service

![](img/comparison-xass.jpg)

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## Automatisation

* Abstraction des ressources
* Infrastructure as Code
* Passage à l'échelle

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# Conteneurs

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## C'est quoi?

* Technologie de virtualisation légère de type isolateur
* Permet d'isoler l'exécution d'un processus dans une sandbox
* Ex: BSD Jails, Solaris Zones, Linux: LXC, VServer, Docker, etc.
* Partage du noyau

![](img/containers-655x325.png)

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## Docker

* 2013: DotCloud un fournisseur de PaaS libère la technologie Docker
* Initialement basé sur LXC puis libcontainer
* Docker est avant tout une technologie de déploiement et non de virtualisation

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## Matrix Hell

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# Concepts

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## Concepts

* Layers
* Stockage
* Volumes
* Réseau
* Publication de ports
* Links

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## Conteneurs/images

Une image docker est un ensemble de données immuable et statique.
Un conteneur Docker est une instance d'une image Docker.

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## Layers

* Une image est composé de layers
* Les layers sont réutilisables par différentes images
* Optimisation du stockage
* Un conteneur = une image (Read-Only) + container layer (Read-Write)

![](img/icontainer-layers.jpg)

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## Stockage

* Stockage physique des images
* Plusieurs backends:
  * AUFS (défaut)
  * DeviceMapper (défaut sous Fedora/RHEL/CentOS)
  * OverlayFS
  * via le plugin Convoy: NFS, GlusterFS

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## Volumes

* Persistance des données
* Similaire aux points de montage Unix
* Possibilité de partage entre plusieurs conteneurs

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## Réseau

```bash
% docker network ls            
NETWORK ID          NAME                    DRIVER              SCOPE
1b1d95e1b322        bridge                  bridge              local
279f5d822d69        host                    host                local
a78cc076ed66        none                    null                local

```

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## Bridge

* Driver par défaut
* Permet de communiquer avec l'extérieur
* Isolation entre les conteneurs et l'hôte

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##  Host

* Driver par défaut
* Permet de communiquer avec l'extérieur
* Utilise directement la pile réseau de l'hôte

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## Macvlan

* Permet d'attribuer une adresse MAC à votre conteneur
* Apparait comme une machine physique sur le réseau
* Utile pour les applications legacy

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## Overlay

* Permet d'aggréger le ŕeseau sur des hôtes multiples et réseaux différents
* Exemple d'implémentation FLannel

![](img/docker-overlay.png)

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## None

* Pas de réseau

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## Publications de ports

* Permet d'associer un port X du conteneur vers le port Y de l'hôte
* Exemple: port 8080 du conteneur accessible sur le port 80 de l'hôte

![](img/docker-publish-ports.png)

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## Links

* Permet de lier des conteneurs par leurs noms
* DNS rudimentaires

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# Utiliser Docker

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## Lancer un conteneur

```bash
% docker run <image>
```

* -d: detach (exécution en background)
* -t: pseudo-tty
* -i: interactif (souvent utilisé avec -t pour avoir un shell dans le conteneur courant)
* --name $NAME => nommer son conteneur
* -v $REPERTOIRE_HÔTE:$RÉPERTOIRE_CONTENEUR => monter un volume
* -p $PORT_HÔTE:$PORT_CONTENEUR => publier un port
* -e $VARIABLE=$VALEUR => passer des variables d'environnement

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## Se connecter à un conteneur

```bash
% docker exec <conteneur> <commande>
% docker attach <conteneur>
```

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## Détruire un conteneur

```bash
% docker kill <conteneur> # SIGKILL
% docker stop <conteneur> # SIGTERM
% docker rm <conteneur> # suppression
```
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# Construire image Docker

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## Format Docker

* Standard de fait
* Simple à appréhender
* Automatisable
* Dockerfile

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## Dockerfile

```yaml
FROM fedora;27
MAINTAINER Haïkel Guémar <haikel.guemar@gmail.com>
RUN yum install -y nginx
EXPOSE 80 443
CMD ["nginx"]
```

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## Instructions principales

* FROM $IMAGE_BASE:$VERSION
* RUN $commande
* EXPOSE $port
* ENV $VARIABLE_ENVIRONNEMENT $VALEUR
* CMD $COMMANDE => exécution unique d'une commande
* ENTRYPOINT $COMMANDE => préfixe de la commande à être exécuté au démarrage du conteneur

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## Attention aux layers

Mauvais exemple!
```yaml
FROM fedora;27
MAINTAINER Haïkel Guémar <haikel.guemar@gmail.com>
RUN yum install -y nginx
RUN yum clean all
EXPOSE 80 443
CMD ["nginx"]
```

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## Attention aux layers

Mieux
```yaml
FROM fedora;27
MAINTAINER Haïkel Guémar <haikel.guemar@gmail.com>
RUN yum install -y nginx && \
  yum clean all
EXPOSE 80 443
CMD ["nginx"]
```

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## Pour aller plus loin

* Docker Hub: registre public d'images Docker pour publication
* Docker compose: déploiement multi-containers
* Docker Machine
* Swarm etc.

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## tutoriel Docker

À assimiler d'ici la prochaine séance!
https://docs.docker.com/get-started/

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# Kubernetes

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## Kubernetes ou K8s pour les intimes

* Projet open source d'orchestration de conteneurs
* Développé par Google (basé sur Borg)
* Flexible

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## Concepts

* PODs
* Networking
* Volumes
* Namespaces
* Labels
* Replication controllers

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## POD

* Groupe d'un ou plusieurs conteneurs
* Unité d'orchestration: les conteneurs sont instanciés/détruits simultanément
* Orchestré sur un seul hôte
* Spécifications communes: pile IP (network namespace), IPC (PID namespace)

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## POD: définition

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
```

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## Networking

* Overlay network
  * Flannel
  * OpenShift
  * OpenContrail

* Évite l'utilisation du NAT

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## Volumes

* Stockage persistant pour les PODs
* Support de multiples backends
  * GCE
  * AWS
  * GlusterFS
  * NFS
  * Ceph
  * iSCSI

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## Volumes

Déclaration suivie d'affectation à un service

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: redis-persistent-storage
      mountPath: /data/redis
  volumes:
  - name: redis-persistent-storage
    emptyDir: {}
```

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## Namespaces

* Séparation logique des ressources (par projets, utilisateurs, etc.)
* Les objets existent uniquement dans un namespace donnée
* Ëvite la collision des noms d'objets

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## Labels

* Attributs clé/valeur
* Permet d'ajouter des métadonnées aux objets (PODs, RC, services)

```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
```

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## Replication controllers

* Permet de gérer le cycle de vie des PODs
* S'assurer qu'un nombre minimum de PODs est présent (scaling, redondance)

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## Services

* Abstractions des PODs et RCs
* Permet de rendre un ensemble de PODs accessibles depuis l'extérieur
* Load balancing entre les PODs d'un même service
  * Intégration avec les loads balancers des clouds: AWS ELB, GCE

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## En production

8 Ëcrit en Go, compilé statiquement
* Version 1.4 stable
* La plus populaire et versatile
* Bien intégré
* Outil en ligne de commandes: kubectl
  
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# Architecture de K8s

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## Composants

* kubelet: agent tournant sur tout les nœuds
* kube-apiserver: point d'entrée API
* kube-proxy: forwarding des flux TCP/UDP et load-balalancing
* kube-scheduler: scheduling
* kuber-controller-manager: gestion du cluster physique

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## Architecture

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# OpenShift

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## C'est quoi

* PaaS développé par Red Hat (3ème itération)
* Version Open Source: [OpenShift Origin](https://www.openshift.org/)
* Basé sur Kubernetes pour l'orchestration de conteneurs

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## Quoi de plus par rapport à k8s?

* Build et Image Stream: Création d'images et pipeline de CI/CD
* Templates d'applications
* Intégration dans le flux de développement

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## Build

* Permet de construire à la volée les images d'applications
* Docker builds: Dockerfile
* Source-to-image (S2I) builds: propre à OpenShift, pour construire
l'image à partir des sources
* Pipelines builds: utilise Jenkins

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## Image Stream

* Dépôts d'image (DockerHub like)
* Groupe les images similaires à l'aide des tags
* Garde un historique des différentes versions de vos images

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## Exercice

Tutoriel de déploiement d'une application nodejs:
1. installer OpenShift tools
=> Sur Windows: https://blog.openshift.com/installing-oc-tools-windows/
2. S'inscrire sur OpenShift Online (Plan Starter ça suffira)
https://www.openshift.com/pricing/index.html
3. Faire le tutoriel sur https://github.com/sclorg/nodejs-ex

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## Rappel (Redis)

```bash
% oc new-app redis
% oc status
In project My Project (myproject) on server https://127.0.0.1:8443

svc/redis - 172.30.124.164:6379
  dc/redis deploys openshift/redis:3.2 
    deployment #1 deployed about an hour ago - 1 pod
% oc get pods
NAME                    READY     STATUS    RESTARTS   AGE
redis-1-2z8sd           1/1       Running   0          53m
% oc rsh redis-1-2z8sd # accès shell au pod redis
> source /opt/rh/rh-redis32/enable # dans le conteneur
> redis-cli
% oc log -f redis-1-2z8sd # logs du pod
% oc delete service redis # suppression du service redis (pods inclus)
```

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# Q/A