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# Docker
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## Virtualisation
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# Programme
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1. Histoire de la virtualisation
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2. Virtualisation
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3. Conteneurisation
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4. Histoire de docker
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5. Cas Docker
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# 1. L'Histoire de la Virtualisation
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## Pourquoi et Comment nous en sommes arrivés là
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# Années 60 : Le problème des mainframes coûteux
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## Le Contexte
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- Ordinateurs très chers (plusieurs millions de dollars)
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- Temps d'utilisation précieux
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- Une seule tâche à la fois
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## La Solution : IBM M44/44X (1964)
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- Partager la puissance entre plusieurs utilisateurs
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- Optimiser l'utilisation des ressources
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- Permettre l'exécution simultanée de programmes
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# Années 70-80 : Le besoin de développement et test
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<div class="columns">
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## Les Défis
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- Développement de nouveaux systèmes d'exploitation
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- Tests de logiciels
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- Formation des utilisateurs
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## La Solution : VM/370
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- Environnements isolés pour le développement
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- Possibilité de crasher sans impact
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- Multiples configurations de test
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# Années 90 : L'arrivée des PC et le problème de compatibilité
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<div class="columns">
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<div>
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## Nouveaux Besoins
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- Exécuter d'anciens logiciels DOS
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- Supporter plusieurs OS sur un même PC
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- Tester des logiciels sur différents systèmes
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## La Solution : VMware
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- Virtualisation sur PC standard
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- Support de multiples OS
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- Coût réduit par rapport aux mainframes
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# Années 2000 : L'explosion d'Internet et des serveurs
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<div class="columns">
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<div>
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## Problématiques
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- Multiplication des serveurs physiques
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- Coûts d'hébergement croissants
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- Gaspillage de ressources
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## Solutions Émergentes
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- Consolidation des serveurs
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- Xen et virtualisation open source
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||||
- Début du "Green IT"
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</div>
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# Années 2010 : L'ère du Cloud Computing
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## Nouveaux Défis
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- Besoin de scalabilité dynamique
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- Réduction des coûts d'infrastructure
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||||
- Agilité et rapidité de déploiement
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## La Réponse
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- Infrastructure as a Service (IaaS)
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- Conteneurisation avec Docker
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- Orchestration avec Kubernetes
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# Aujourd'hui : L'omniprésence de la virtualisation
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## Motivations Actuelles
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- **Économiques**
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- Optimisation des coûts
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||||
- Paiement à l'usage
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||||
- **Techniques**
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||||
- Déploiement rapide
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||||
- Haute disponibilité
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||||
- **Écologiques**
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||||
- Réduction de l'empreinte carbone
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||||
- Optimisation des ressources
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||||
# Le Futur : Nouveaux défis, nouvelles solutions
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## Défis Émergents
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- Edge Computing
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||||
- Efficacité énergétique
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||||
- Sécurité et isolation
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## Tendances
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||||
- Virtualisation assistée par IA
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||||
- Serverless Computing
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||||
- Virtualisation imbriquée
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# La Virtualisation : Une réponse à chaque époque
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<div class="columns">
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<div>
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||||
## Évolution des besoins
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||||
1. Optimisation des coûts matériels
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||||
2. Flexibilité de développement
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||||
3. Compatibilité logicielle
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||||
4. Efficacité énergétique
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||||
5. Élasticité des ressources
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</div>
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<div>
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||||
## Aujourd'hui
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||||
- Fondation du cloud computing
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||||
- Base des architectures modernes
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||||
- Pilier de la transformation numérique
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# 2. Virtualisation
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## Définition et concepts
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# Virtualisation
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* Serveur hôte
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* Serveur privé virtuel
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||||
* Environnement isolé
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||||
* Système d'exploitation
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# Avantages
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* Utilisation optimale des ressources
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* Installation, déploiement et migration facile
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||||
* Sécurisation et/ou Isolation d'un réseau
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||||
* Socle de base du Cloud Computing
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||||
* ...
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||||
# Inconvénients
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* Parfois inadapté (Ex : I/O intense)
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||||
* Un recours à des machines puissantes
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||||
* Une complexité accrue de l'analyse d'erreurs
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||||
* ...
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# Terminologie
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* Le **système hôte (host)** est l'OS principal de l'ordianteur.
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||||
* Le **système invité (guest)** est l'OS installé à l'intérieur d'une machine virtuelle.
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||||
* Une **machine virtuelle (VM)** est un ordinateur virtuel qui utilise un sysètme invité.
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||||
* Un ordinateur est aussi appelé serveur privé virtuel
|
||||
**(Virtuel Private Server ou VPS)** ou environnement virtuel (Virtual Environment ou VE).
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# Domaines de virtualisation
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* Virtualisation de serveurs
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* Virtualisation des applications
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||||
* Virtualisation du stockage
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||||
* Virtualisation du réseau
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# Virtualisation de serveurs
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# Hyperviseurs de Type 1
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* **"Bare-metal"** – directement sur le matériel
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||||
* Un micro-noyau qui gère l'accès au matériel et donne l'illusion d'exclusivité aux invités
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||||
* Un des OS (OS privilégié) dispose d'interfaces de gestion vers l'hyperviseur
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# Hyperviseurs de Type 1
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* Exemples
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* VmWare vSphere
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* Microsoft Hyper-V
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||||
* Xen
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||||
* Oracle VM Server
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||||
* Citrix Xen Server
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||||
* KVM
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||||
* Le noyau linux est l'hyperviseur
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# Hyperviseurs de Type 2
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||||
* Un système dans un système
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||||
* Architecture hébergée
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||||
* L'hyperviseur est une couche d'abstraction
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||||
* Il est possible d'émuler plusieurs composants
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||||
* Adaptateur vidéo, processeur, adaptateur réseau
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# Hyperviseurs de Type 2
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||||
* Exemples
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||||
* VmWare
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||||
* Workstation
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||||
* Fusion
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||||
* Player
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||||
* Oracle VirtualBox
|
||||
* Microsoft VirtualPC
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||||
* QEMU
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# Isolateur
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* Logiciel sur OS hôte
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* Isolation des exécutions
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* Exemple :
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* chroot
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* LXC
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* Docker
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# Noyau en espace utilisateur
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||||
* Exécution du noyau comme processus utilisateur
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||||
* Permet le développement et test de noyaux
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||||
* Exemples :
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||||
* User Mode Linux (UML)
|
||||
* Colinux
|
||||
* L4Linux
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# Noyau en espace utilisateur
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||||
* Avantages :
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||||
* Débogage facilité du noyau
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||||
* Tests sécurisés
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||||
* Protection du système hôte
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||||
* Cas d'usage :
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||||
* Développement de noyaux
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||||
* Tests de modifications
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||||
* Expérimentation sécurisée
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---
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# Les usages
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||||
* Hyperviseur de type 1 => Professionnel
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||||
* Hyperviseur de type 2 => Professionnel / Particulier
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||||
* Isolateur => Professionnel / Particulier
|
||||
* Noyau en espace utilisateur => Développement de noyaux
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||||
# L'Histoire de la Conteneurisation 🐳
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||||
## Des racines Unix à la révolution Docker
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||||
# Il était une fois... Unix (1979) 🌱
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||||
- Introduction de **chroot** dans Unix V7
|
||||
- Premier pas vers l'isolation des processus
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||||
- Comme une "prison virtuelle" pour les programmes
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---
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||||
# L'Ère des Expérimentations (1991-2006) 🔬
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||||
## Les Innovations Clés :
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||||
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||||
- 1991 : Concept du "jail" par Bill Cheswick
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||||
- 2000 : FreeBSD jails - Version améliorée
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||||
- 2006 : **Google Process Containers**
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||||
- Gestion des ressources
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||||
- Base des futurs conteneurs
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||||
# La Naissance de LXC (2008) 🚀
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## Linux Containers :
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||||
- Premier système de conteneurisation complet
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||||
- Utilisation des :
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- cgroups (Control Groups)
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- Namespaces Linux
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||||
- Base technologique pour Docker
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# La Révolution Docker (2013) 🐋
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||||
## Un Changement de Paradigme :
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||||
- Création par Solomon Hykes
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||||
- Standardisation des conteneurs
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||||
- Interface utilisateur simplifiée
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||||
- Écosystème riche :
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||||
- Docker Hub
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||||
- Docker Compose
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||||
- Docker Swarm
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||||
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||||
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---
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||||
# L'Ère de l'Orchestration (2015) ⚡
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||||
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||||
## Kubernetes et au-delà :
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||||
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||||
- Lancement de Kubernetes par Google
|
||||
- Creation de l'Open Container Initiative (OCI)
|
||||
- Standardisation industrielle
|
||||
- Multi-cloud et portabilité
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||||
|
||||
|
||||
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||||
---
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||||
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||||
# Impact sur l'Industrie 📈
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||||
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||||
## Transformation Digitale :
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|
||||
- 74% d'adoption en entreprise
|
||||
- Déploiement simplifié
|
||||
- DevOps facilité
|
||||
- Microservices popularisés
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---
|
||||
|
||||
# 3. La conteneurisation
|
||||
## Cas de docker
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
# Conteneur
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||||
|
||||
* Environnement isolé
|
||||
* Système hôte
|
||||
* Fonctions de configuration
|
||||
* Dépend de l'hôte/kernel
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Les types de conteneurs
|
||||
|
||||
* **System :**
|
||||
* simule une **séquence de boot** complète avec
|
||||
un **init process** ainsi que **plusieurs processus** (LXC,
|
||||
OpenVZ).
|
||||
|
||||
* **Process :**
|
||||
* un conteneur **exécute un ou plusieurs processus** directement, en fonction de l'application conteneurisée (Docker, Rkt).
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Notion importantes
|
||||
|
||||
* Cgroups (Control Groups)
|
||||
* Namespaces
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Les images
|
||||
|
||||
* Point de départ
|
||||
* Archives / Snapshot
|
||||
* On ne refait pas la roue
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Le registre
|
||||
|
||||
* Distributeur d’images
|
||||
* Sécurité ?
|
||||
* Docker Hub
|
||||
* Exemple :
|
||||
* ECS (AWS)
|
||||
* Artifact Registry (Google Cloud)
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# L’empilement des couches (Layers)
|
||||
|
||||
* Structure en couche
|
||||
* Partage des couches
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Cycle de Vie des Conteneurs Docker
|
||||
|
||||
- Introduction au cycle de vie des conteneurs
|
||||
- États possibles et transitions
|
||||
- Commandes de gestion
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# États des Conteneurs Docker
|
||||
|
||||
**Created**
|
||||
- Conteneur créé mais pas encore démarré
|
||||
- `docker create`
|
||||
|
||||
**Running**
|
||||
- Conteneur en cours d'exécution
|
||||
- `docker run`, `docker start`
|
||||
- Processus actifs à l'intérieur
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# États des Conteneurs Docker
|
||||
|
||||
**Paused**
|
||||
- Conteneur en pause (processus gelés)
|
||||
- `docker pause`, `docker unpause`
|
||||
|
||||
**Stopped**
|
||||
- Conteneur arrêté (processus terminés)
|
||||
- `docker stop`, `docker kill`
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Commandes Principales de Gestion
|
||||
|
||||
**Création et Démarrage**
|
||||
```bash
|
||||
docker run # Crée et démarre un conteneur
|
||||
docker start # Démarre un conteneur existant
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Gestion des États**
|
||||
```bash
|
||||
docker pause # Met en pause un conteneur
|
||||
docker unpause # Reprend l'exécution
|
||||
docker stop # Arrête proprement (SIGTERM)
|
||||
docker kill # Arrête immédiatement (SIGKILL)
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Commandes Principales de Gestion
|
||||
|
||||
**Suppression**
|
||||
```bash
|
||||
docker rm # Supprime un conteneur arrêté
|
||||
docker rm -f # Force la suppression d'un conteneur
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Inspection et Débug
|
||||
|
||||
**Commandes utiles**
|
||||
```bash
|
||||
docker ps # Liste les conteneurs en cours d'exécution
|
||||
docker ps -a # Liste tous les conteneurs
|
||||
docker logs # Affiche les logs du conteneur
|
||||
docker exec # Exécute une commande dans un conteneur
|
||||
docker stats # Affiche les statistiques d'utilisation
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Points importants**
|
||||
- Un conteneur peut être redémarré (`docker restart`)
|
||||
- Les données sont persistantes entre les redémarrages
|
||||
- Les volumes permettent de persister les données même après suppression
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# TP1
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Le stockage
|
||||
|
||||
* AUFS
|
||||
* DeviceMapper
|
||||
* OverlayFS
|
||||
* Plugins
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Les volumes
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* Persistance des données
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* Indépendance vis à vis des conteneurs/layers
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* Deux types de volume:
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||||
* Conteneur : data conteneur
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||||
* Hôte : dossier
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||||
|
||||
|
||||
392
05_networks_dockerfile.md
Normal file
392
05_networks_dockerfile.md
Normal file
@@ -0,0 +1,392 @@
|
||||
---
|
||||
marp: true
|
||||
theme: default
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
footer: 'Conteneurisation - Partie 2 - 2025'
|
||||
style: |
|
||||
section {
|
||||
font-family: 'Arial', sans-serif;
|
||||
}
|
||||
h1 {
|
||||
color: #2496ed;
|
||||
}
|
||||
h2 {
|
||||
color: #384c54;
|
||||
}
|
||||
---
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||||
|
||||
# Docker Networks & Dockerfile
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||||
### IUT Sénart-Fontainebleau
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#### 2025
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# Plan du cours
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||||
1. Docker Networks
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- Types de réseaux
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||||
- Communication entre conteneurs
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||||
- Use cases et bonnes pratiques
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||||
- Exercices pratiques
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||||
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||||
2. Dockerfile
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||||
- Construction d'images
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||||
- Multi-stage builds
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||||
- Optimisation et sécurité
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||||
- Cas pratiques
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---
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# 1. Docker Networks
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||||
## Pourquoi les réseaux Docker ?
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||||
- Isolation des conteneurs
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||||
- Communication sécurisée
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||||
- Simulation d'infrastructure
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||||
- Environnements multi-conteneurs
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||||
- Séparation des préoccupations
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||||
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---
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||||
# Types de réseaux Docker
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||||
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||||
## Bridge (default)
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||||
- Réseau privé interne
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||||
- Communication entre conteneurs
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||||
- Port mapping pour accès externe
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||||
```bash
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||||
# Création d'un réseau bridge personnalisé
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||||
docker network create --driver bridge my-network
|
||||
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||||
# Lancement d'un conteneur sur ce réseau
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||||
docker run --network my-network --name web1 nginx
|
||||
|
||||
# Inspection du réseau
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||||
docker network inspect my-network
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
# Types de réseaux Docker
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||||
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||||
## Host
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||||
- Utilise la stack réseau de l'hôte
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||||
- Performance maximale
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||||
- Moins sécurisé
|
||||
- Cas d'usage : haute performance nécessaire
|
||||
```bash
|
||||
# Lancement en mode host
|
||||
docker run --network host nginx
|
||||
|
||||
# Vérification des ports utilisés
|
||||
ss -tunlp
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
# Types de réseaux Docker
|
||||
|
||||
## None
|
||||
- Aucune connectivité réseau
|
||||
- Isolation totale
|
||||
- Pour les traitements isolés
|
||||
- Cas d'usage : scripts de traitement batch
|
||||
```bash
|
||||
# Isolation complète
|
||||
docker run --network none nginx
|
||||
|
||||
# Vérification de l'isolation
|
||||
docker exec [container-id] ping 8.8.8.8
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Communication entre conteneurs
|
||||
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||||
## Même réseau bridge
|
||||
```bash
|
||||
# Création du réseau
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||||
docker network create app-network
|
||||
|
||||
# Déploiement d'une stack web
|
||||
docker run -d --network app-network --name frontend nginx
|
||||
docker run -d --network app-network --name backend api
|
||||
docker run -d --network app-network --name db postgres
|
||||
|
||||
# Test de communication
|
||||
docker exec frontend ping backend
|
||||
docker exec backend ping db
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
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||||
# DNS dans Docker
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||||
|
||||
## Service Discovery
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||||
- Résolution automatique des noms
|
||||
- Service discovery intégré
|
||||
- Facilite la mise à l'échelle
|
||||
|
||||
```bash
|
||||
# Communication par nom de service
|
||||
http://backend:8080/api
|
||||
http://db:5432
|
||||
|
||||
# Test de résolution DNS
|
||||
docker exec frontend nslookup backend
|
||||
docker exec frontend wget -qO- http://backend/health
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Inspection et Debug Réseau
|
||||
|
||||
## Outils disponibles
|
||||
```bash
|
||||
# Voir les réseaux
|
||||
docker network ls
|
||||
|
||||
# Détails d'un réseau
|
||||
docker network inspect bridge
|
||||
|
||||
# Connecter/Déconnecter à chaud
|
||||
docker network connect app-network container1
|
||||
docker network disconnect app-network container1
|
||||
|
||||
# Traces réseau
|
||||
docker logs --follow container1
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 2. Pourquoi des Dockerfiles ?
|
||||
|
||||
## Problèmes résolus
|
||||
- "Ça marche sur ma machine"
|
||||
- Dépendances manquantes
|
||||
- Versions différentes
|
||||
- Configuration manuelle
|
||||
|
||||
## Avantages
|
||||
- Infrastructure as Code (IaC)
|
||||
- Reproductibilité garantie
|
||||
- Déploiement automatisé
|
||||
- Tests cohérents
|
||||
- Documentation vivante
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Structure d'un Dockerfile Avancé
|
||||
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Base image selection
|
||||
FROM alpine:3.14 AS builder
|
||||
|
||||
# Métadonnées détaillées
|
||||
LABEL maintainer="name@example.com" \
|
||||
version="1.0" \
|
||||
description="Application web" \
|
||||
environment="production"
|
||||
|
||||
# Variables d'environnement
|
||||
ENV APP_HOME=/app \
|
||||
APP_USER=webuser \
|
||||
APP_ENV=prod
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Création utilisateur dédié
|
||||
RUN adduser -D -h $APP_HOME $APP_USER
|
||||
|
||||
# Installation des dépendances
|
||||
RUN apk add --no-cache \
|
||||
nodejs \
|
||||
npm \
|
||||
git
|
||||
|
||||
# Configuration du workdir
|
||||
WORKDIR $APP_HOME
|
||||
|
||||
# Copie et permissions
|
||||
COPY --chown=$APP_USER:$APP_USER . .
|
||||
|
||||
# Switch utilisateur
|
||||
USER $APP_USER
|
||||
|
||||
# Healthcheck
|
||||
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s \
|
||||
CMD wget -q localhost:3000/health || exit 1
|
||||
|
||||
# Commande de démarrage
|
||||
CMD ["node", "app.js"]
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Multi-stage builds
|
||||
|
||||
## Exemple Complet
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Stage 1: Build
|
||||
FROM node:16 AS builder
|
||||
WORKDIR /build
|
||||
COPY package*.json ./
|
||||
RUN npm install
|
||||
COPY . .
|
||||
RUN npm run build
|
||||
|
||||
# Stage 2: Test
|
||||
FROM builder AS tester
|
||||
RUN npm run test
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Multi-stage builds
|
||||
|
||||
## Exemple Complet
|
||||
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Stage 3: Production
|
||||
FROM nginx:alpine
|
||||
COPY --from=builder /build/dist /usr/share/nginx/html
|
||||
COPY nginx.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Optimisation des images
|
||||
|
||||
## Techniques avancées
|
||||
1. Utilisation de .dockerignore
|
||||
```dockerignore
|
||||
node_modules
|
||||
*.log
|
||||
.git
|
||||
tests
|
||||
docs
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Optimisation des images
|
||||
|
||||
2. Ordonnancement des layers
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Bon ordre (moins de rebuilds)
|
||||
COPY package.json .
|
||||
RUN npm install
|
||||
COPY . .
|
||||
|
||||
# Mauvais ordre (rebuilds fréquents)
|
||||
COPY . .
|
||||
RUN npm install
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Optimisation des images
|
||||
|
||||
3. Nettoyage des caches
|
||||
```dockerfile
|
||||
RUN apt-get update && \
|
||||
apt-get install -y package && \
|
||||
rm -rf /var/lib/apt/lists/*
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Variables d'environnement et Secrets
|
||||
|
||||
## Bonnes pratiques
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Variables build-time
|
||||
ARG VERSION=1.0
|
||||
|
||||
# Variables runtime
|
||||
ENV APP_VERSION=${VERSION} \
|
||||
NODE_ENV=production
|
||||
|
||||
# Usage avec arguments
|
||||
docker build --build-arg VERSION=2.0 .
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Variables d'environnement et Secrets
|
||||
|
||||
## Secrets en production
|
||||
```bash
|
||||
# Utilisation de docker secrets
|
||||
docker secret create db_password password.txt
|
||||
docker service create --secret db_password ...
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Healthcheck Détaillé
|
||||
|
||||
## Implémentation robuste
|
||||
```dockerfile
|
||||
HEALTHCHECK --interval=30s \
|
||||
--timeout=3s \
|
||||
--start-period=60s \
|
||||
--retries=3 \
|
||||
CMD wget -q --spider \
|
||||
http://localhost:80/health || exit 1
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Monitoring
|
||||
```bash
|
||||
# Vérification status
|
||||
docker inspect --format='{{.State.Health.Status}}' container
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Sécurité et Bonnes Pratiques
|
||||
|
||||
## Sécurisation des conteneurs
|
||||
- Utilisateur non-root
|
||||
- Images officielles ou vérifiées
|
||||
- Scan des vulnérabilités
|
||||
- Mise à jour régulière des bases
|
||||
- Principe du moindre privilège
|
||||
|
||||
```dockerfile
|
||||
# Exemple sécurisé
|
||||
FROM alpine:3.14
|
||||
RUN adduser -D appuser
|
||||
USER appuser
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Déploiement et Tests
|
||||
|
||||
## Workflow complet
|
||||
```bash
|
||||
# Build avec tag
|
||||
docker build -t app:latest .
|
||||
|
||||
# Test local
|
||||
docker run --rm app:latest
|
||||
|
||||
# Publication
|
||||
docker tag app:latest registry/app:latest
|
||||
docker push registry/app:latest
|
||||
|
||||
# Déploiement
|
||||
docker pull registry/app:latest
|
||||
docker run -d app:latest
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
# Questions & Travaux Pratiques
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||||
Explication de quelques notions pour le TP
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||||
Place aux exercices pratiques !
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Reference in New Issue
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