Architecture Cloud-Native : L'avenir du développement moderne

Le cloud-native a déjà prouvé être l'avenir du développement logiciel. D'ici 2025, 80 % des applications d'entreprise deviendront cloud-based ou en cours de transfert vers des applications cloud-native.

Les départements IT migrent vers le cloud pour économiser de l'argent et garder leurs conceptions sécurisées hors site. Avant de commencer à penser à un tel changement, assurez-vous de comprendre l'architecture derrière de telles applications.

Qu'est-ce que l'architecture Cloud-Native ?

Les applications cloud-native consistent en des microservices packagés dans des conteneurs s'exécutant sur une infrastructure de cloud computing. De telles applications sont développées, testées et déployées dans le cloud. Par conséquent, elles s'exécutent sur une infrastructure privée, publique, hybride ou multi-cloud.

Une application cloud-native a un design architectural microservice – une collection de services faiblement couplés qui travaillent ensemble. Chaque service a sa fonctionnalité et représente un composant indépendant. Un système d'orchestration de conteneurs gère ces modèles de fonctionnalité réutilisables, résilients et scalables. Avec un tel système en place, une application cloud-native peut scaler horizontalement les ressources en les ajoutant ou les supprimant quand nécessaire.

Développer et exécuter une application en utilisant l'architecture cloud-native implique qu'elle est compatible avec diverses plateformes et fournisseurs cloud. Cela donne à votre entreprise la flexibilité dont elle a besoin, ainsi qu'une large gamme de ressources qu'elle peut utiliser. Par exemple, le Bare Metal Cloud de phoenixNAP est une plateforme IaaS prête pour le cloud-native que vous pouvez intégrer avec votre infrastructure existante.

Un tel système fournit aux développeurs une plateforme avec laquelle ils peuvent assurer l'intégration continue et la livraison continue. En configurant une application suivant les principes de l'architecture cloud-native, les développeurs travaillent sur l'amélioration de l'expérience utilisateur et l'ajout de nouvelles fonctionnalités sans se soucier des temps d'arrêt ou de la disponibilité.

Types de designs Cloud-Native

• Basique. Le design cloud-native basique sauvegarde périodiquement le système sur le cloud. Vous vous connectez à une application via DNS. Le DNS accède à l'un des load balancers qui vous mène à l'application. Les données clés sont conservées dans la base de données maître et esclave qui communiquent avec l'application.
• Multi-cloud. Un composant d'application peut s'exécuter sur plusieurs plateformes cloud. Vous y accédez via DNS. Une telle configuration ne nécessite pas de systèmes dupliqués. Les données sont stockées sur votre plateforme tandis que les composants fonctionnent dans plusieurs environnements.
• Hybride. Accédez à votre application via DNS. Le DNS se connecte à l'un des load balancers qui vous mène à l'application. Alors que l'application pousse vers une base de données maître, les répliques sont stockées dans une base de données esclave, une autre plateforme cloud, ou votre bâtiment.

5 Principes de l'Architecture Cloud-Native

Concevoir et exécuter une application basée sur l'architecture cloud-native implique de suivre certains principes pour assurer une performance optimisée et une livraison rapide.

Conteneurs autonomes (Self-Reliant Containers)

L'architecture cloud-native consiste en des conteneurs qui contiennent tout ce qui est requis pour un microservice spécifique – bibliothèques, dépendances et un runtime léger. Avec toutes les exigences packagées dans le conteneur isolé, les développeurs peuvent le déplacer rapidement d'un environnement à un autre.

Une telle mobilité et indépendance sont aussi le résultat d'une configuration externalisée. Le conteneur lui-même a une infrastructure immuable configurée pour un environnement spécifique.

La technologie de conteneur la plus couramment utilisée est Docker, tandis que Kubernetes est utilisé pour déployer, scaler et gérer les applications conteneurisées.

Services gérés conçus pour l'interaction et la collaboration

Les services cloud-native doivent communiquer entre eux et avec des applications tierces. Une application cloud-native utilise des APIs, comme RESTful API, pour établir une communication entre un service et une application externe ou un programme legacy.

Pour la communication et la gestion internes, les microservices offrent la possibilité d'ajouter une couche d'infrastructure dédiée qui gère toute la communication interne. Cette couche s'appelle le service mesh. Son rôle principal est de connecter, sécuriser et observer les services au sein de l'architecture cloud-native. Il existe une large gamme d'implémentations open source de service mesh, Istio étant le choix le plus populaire.

Composants sans état et scalables (Stateless and Scalable Components)

L'architecture cloud-native nécessite qu'une application ait des composants indépendants de l'état. Cela signifie qu'elle stocke l'état en externe, donc toute instance au sein du service peut traiter une requête donnée. Lors de la conception d'une application cloud-native distribuée, vous voulez autant de composants sans état que possible.

Sans maintenir la persistance des données ou les sessions, le système peut facilement scaler, réparer, faire un rollback et faire du load balancing. Selon la charge de travail, une application cloud-native scale horizontalement, en ajoutant et supprimant des instances quand nécessaire. De plus, sa nature sans état permet aux développeurs de réparer les instances existantes avec un temps d'arrêt minimal en lançant des remplacements. Avec des composants sans état, il est aussi plus simple de faire un rollback vers une version plus ancienne de l'application, ainsi que de faire du load balancing entre instances.

Processus automatisés et pipeline CI/CD

L'un des principaux avantages des systèmes cloud-native est que leur infrastructure est plus facile à automatiser. Les développeurs peuvent utiliser l'automatisation via un pipeline CI/CD pour des réparations, du scaling et des déploiements plus rapides. Par conséquent, la construction, les tests et le déploiement devraient être automatisés. De plus, les rollbacks, déploiements canary, scaling up and down, surveillance et récupération sont des processus qui peuvent tous être automatisés.

Architecture résiliente (Resilient architecture)

Un objectif principal dans le développement d'applications est la conception d'une application résiliente. Cela implique de construire et configurer un système avec une haute disponibilité et un plan de reprise d'activité efficace. Comme les défaillances sont inévitables, la meilleure façon de gérer les problèmes potentiels à l'avenir est de planifier à l'avance.

L'architecture cloud-native centrée sur les microservices fournit un système fort qui assure la résilience. Avec une récupération automatisée et des composants scalables sans état, de multiples instances peuvent prendre le relais quand nécessaire. Par conséquent, vous pouvez minimiser les temps d'arrêt et maintenir l'application en fonctionnement pour fournir la meilleure expérience utilisateur.

Avantages et inconvénients de l'Architecture Cloud-Native

Après avoir appris les principes de base et l'architecture des applications cloud-native, examinons leurs principaux avantages et difficultés potentielles.

Avantages :

• Avec des microservices faiblement couplés, les développeurs travaillent sur chaque microservice indépendamment, sans affecter l'application entière.
• L'utilisation d'une plateforme d'orchestration de conteneurs, comme Kubernetes, simplifie le dépannage car les développeurs peuvent trouver les bugs sans démonter toute l'application.
• Comme les microservices sont agnostiques à la plateforme, ils peuvent être écrits dans le langage et le framework qui conviennent le mieux aux exigences de l'application.
• Un orchestrateur de conteneurs central améliore la performance en gérant l'ordonnancement et l'allocation automatique des ressources selon la demande.
• Les entreprises n'ont pas à dépendre d'un seul fournisseur. L'architecture microservice leur permet d'employer une stratégie multi-cloud ou hybrid-cloud.

Inconvénients :

• L'équipe doit établir et s'adapter à un pipeline DevOps pour assurer le CI/CD des microservices.
• Les microservices doivent être surveillés et gérés en raison des risques de sécurité du scaling rapide et de la nature dynamique de l'architecture cloud-native.
• Certains microservices peuvent nécessiter des capacités spécifiques qui les rendent dépendants d'un système d'exploitation ou d'une machine.

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