Serverless avec Kubernetes en utilisant Knative

L'écosystème du cloud computing connaît une évolution rapide avec l'intégration de solutions serverless avancées. Parmi celles-ci, Knative, utilisé avec Kubernetes, se distingue comme une solution puissante pour les architectures serverless. Cet article se penche sur les aspects techniques de Knative et de son intégration avec Kubernetes, expliquant pourquoi et comment cette combinaison est devenue un choix stratégique pour les entreprises technologiquement avancées.

Knative : Extension Serverless de Kubernetes

Knative est une plateforme open-source innovante conçue spécifiquement pour optimiser et étendre les fonctionnalités de Kubernetes dans le contexte du computing serverless. Voici un aperçu détaillé de ses trois composants clés :

Tekton Pipelines - Remplaçant de Knative Build

• Fonctionnalités avancées de CI/CD : Tekton Pipelines apporte une solution de CI/CD native à Kubernetes, remplaçant la fonctionnalité de build de Knative. Il offre une personnalisation plus approfondie et une flexibilité accrue pour l'automatisation du processus de construction et de déploiement des applications.
• Intégration dans les Workflows Kubernetes : En s'intégrant directement dans l'écosystème Kubernetes, Tekton permet une gestion plus cohérente et homogène des workflows de construction et de déploiement.

Serving

• Modèle de déploiement Scalable : Serving propose un modèle de déploiement d'applications qui prend en charge le scaling automatique. Cela inclut le scaling horizontal en fonction de la demande, ainsi que la capacité de réduire les ressources à zéro lorsqu'une application est inutilisée (scaling à zéro).
• Routing Intelligent : Il intègre un système de routing intelligent qui dirige le trafic vers les différentes révisions de l'application, facilitant le déploiement progressif et le testing A/B.
• Support des Conteneurs : Serving est conçu pour prendre en charge divers types de conteneurs, offrant ainsi une grande flexibilité dans le choix des technologies et des langages de programmation.
• Gestion de l'État : Bien que principalement axé sur les applications stateless, Knative Serving peut également être configuré pour gérer certaines formes d'état, ce qui le rend polyvalent pour une large gamme d'applications.

Eventing

• Gestion des Événements : Eventing est le composant de Knative qui gère les événements au sein de l'écosystème Kubernetes. Il facilite la création, la gestion et le routage des événements entre les services.
• Sources d'Événements : Il peut se connecter à diverses sources d'événements, internes ou externes, telles que les bases de données, les systèmes de messagerie ou les services cloud.
• Déclencheurs et Abonnements : Eventing permet de définir des déclencheurs spécifiques qui activent les microservices en réponse à des événements, permettant ainsi de créer des architectures basées sur les événements.
• Flexibilité et Interopérabilité : Ce composant offre une grande flexibilité et interopérabilité, permettant aux développeurs de lier facilement leurs services à un large éventail d'événements et de sources.
• Broker layer : Possibilité d'utiliser des outils tel que Kafka ou RabbitMQ

Quel avantage d’utiliser Knative pour vos équipes de développeurs ?

• Développement Agile : Knative accélère le développement et le déploiement des applications grâce à sa capacité à gérer automatiquement les aspects de l'infrastructure.
• Scalabilité Simplifiée : Knative offre une scalabilité automatique, y compris le scaling à zéro, ce qui est essentiel pour les applications à charge variable.
• Intégration CI/CD Facilitée : Knative s'intègre facilement dans les pipelines CI/CD, réduisant le temps et les efforts nécessaires pour la livraison continue. 
• Gestion des Événements et des Services : Knative simplifie la création d'applications basées sur les événements, permettant aux développeurs de se concentrer sur la logique métier.
• Environnement Kubernetes Optimisé : Utiliser Knative sur Kubernetes offre une expérience améliorée, en profitant de la robustesse et de la sécurité de Kubernetes.

Un argument significatif en faveur de Knative pour les équipes de développement est la capacité à délivrer des environnements distincts pour chaque fonctionnalité. Cette approche permet :

• Déploiement par fonctionnalité : Les développeurs peuvent tester de nouvelles fonctionnalités dans des environnements isolés avant leur intégration dans la production.
• Rapidité et flexibilité : Chaque fonctionnalité peut être développée, testée et déployée indépendamment, accélérant le processus de développement et de mise sur le marché.
• Réduction des risques : Les erreurs ou les problèmes liés à une fonctionnalité spécifique peuvent être identifiés et résolus dans un environnement isolé, sans impacter l'ensemble du système.

Comment aborder la mise en place de Knative

Les Défis 

• Complexité Technique : Kubernetes est un système complexe avec une courbe d'apprentissage élevée. L'intégration de Knative ajoute une couche supplémentaire de complexité. Même s’il facilite l’usage de Kubernetes, il faut avoir une connaissance des concepts de la kubernetisation (Pod, Deployment, Service, PVC, …)
• Expertise Requise : La mise en œuvre efficace nécessite une équipe avec une expertise approfondie en Kubernetes et Knative.
• Gestion des Ressources : La gestion optimale des ressources et le scaling automatique requièrent une configuration et un monitoring attentifs.

Solutions

• Formation et Certification : Investir dans la formation et la certification de l'équipe , d’abord sur Kubernetes puis sur Knative.
• Automatisation et Outils : Utiliser des outils pour automatiser et simplifier la gestion des clusters Kubernetes tels qu’ArgoCD, Kaniko, Tekton.
• Partenariats Stratégiques : Collaborer avec des partenaires technologiques ou des consultants spécialisés pour combler les lacunes en matière de compétences.
• Évaluation Continue : Évaluer régulièrement l'architecture pour assurer son évolutivité et sa maintenance.

Approche Stratégique

• Évaluation des besoins : Comprendre clairement les besoins de l'entreprise et comment Knative peut les adresser.
• Pilotage et Phases : Commencer par des projets pilotes avant de déployer à grande échelle.
• Feedback et Adaptation : Être réactif au feedback de l'équipe de développement pour améliorer continuellement les processus et les outils.

Ces stratégies peuvent aider à surmonter les défis techniques tout en maximisant les avantages de Knative en termes de flexibilité, de scalabilité et d'efficacité des coûts.

Applications Pratiques de Knative

ETL Dynamique pour le Traitement de Données Volumineuses pour le département du Vaucluse

• Scénario : Traitement des données d'import volumineuses d'APIDAE.
• Détails Techniques : Utilisation de Knative pour orchestrer des conteneurs éphémères qui s'activent pour traiter les données et s'éteignent une fois le travail accompli, optimisant ainsi les ressources et les coûts.

Environnements de Développement Agile avec Knative

• Scénario : Mise en place d'environnements de développement avec scalabilité flexible.
• Détails Techniques : Configuration de Knative pour déployer des environnements à la demande avec scalabilité de 0 (inactif) à n (actif), selon les besoins, réduisant ainsi les coûts d'infrastructure.

Architecture Macro-service pour Yamay

• Scénario : Gestion de trafic élevé et traitement de données en tâche de fond pour Yamay.
• Détails Techniques : Mise en place de services Knative capables de gérer des pics de charge tout en exécutant des opérations de traitement de données parallèles, garantissant ainsi performance et analyse statistique efficace.

Conclusion : Adopter Knative pour une Innovation Agile dans le Cloud

En conclusion, Knative, combiné à Kubernetes, représente une évolution majeure dans le cloud computing, offrant une flexibilité, une scalabilité et une efficacité accrues pour les architectures serverless. Pour les équipes de développement, Knative apporte agilité et innovation, permettant des déploiements par fonctionnalité et une réduction des risques. Néanmoins, les défis techniques, tels que la complexité de Kubernetes et la nécessité d'une expertise approfondie, doivent être abordés par une formation adéquate, l'utilisation d'outils automatisés, et une évaluation continue. L'adoption de Knative est une démarche stratégique, nécessitant une planification soignée et une adaptation constante. En fin de compte, Knative est un outil puissant pour les organisations cherchant à optimiser leur présence dans le cloud et à accélérer leur développement d'applications serverless.