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Formation Docker : Maîtriser Docker

Créer et administrer des conteneurs d'applications - Déployer, gérer et sécuriser les hôtes Docker

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Une formatrice accompagne deux participants penchés sur leurs notes, en salle de formation
Durée
5 jours
Niveau
Intermédiaire
Modalités
Présentiel / Distanciel

Description de la formation Docker

En très peu de temps, Docker est devenu une plateforme incontournable que les développeurs et les administrateurs système utilisent pour le packaging, le déploiement et l'exécution d'applications.

Docker permet entre autres aux développeurs de créer des images, artefacts immutables contenant le code d’une application ainsi que l’ensemble des dépendances nécessaires pour la lancer. Une image est instanciée en un container, processus ayant sa propre vision du système et ses propres contraintes d’utilisation des ressources. Ces images sont portables et peuvent être déployées et instanciées sur tous les environnements (intégration, QA, production).

Docker facilite notamment l'automatisation des opérations de déploiement, permet d'isoler les applications et d'optimiser l'utilisation de ressources.

Atelier en salle : une participante présente des notes au tableau

Objectifs pédagogiques

Concrètement, à l'issue de ce cours Maîtriser Docker, les participants disposeront des connaissances et des compétences nécessaires pour :

  • Comprendre la place de Docker dans le nouveau paradigme du mouvement DevOps
  • Créer et administrer des conteneurs Docker (image, registre, conteneur…)
  • Construire ses propres images Docker et les déployer
  • Comprendre comment créer et déployer des applications multi-conteneurs
  • Comprendre le nouveau paradigme des applications Micro-services
  • Créer et déployer des applications Micro-services avec Docker-compose
  • Gérer la journalisation des conteneurs avec la suite ELK
  • Comprendre ce qu’est un pipeline de développement et d’intégration continue (CI, CD)
  • Comprendre l’apport d’un orchestrateur comme Kubernetes
  • Identifier les risques et challenges inhérents à Docker afin d’anticiper les bonnes solutions
  • Savoir gérer les problématiques de sécurité des conteneurs, connaître les bonnes pratiques à adopter
  • Les fonctions avancées de la construction d’image avec Dockerfile, Arguments, variables, sondes...
  • Développer et déployer des applications avancées multi-containers avec Docker Compose
  • Concepts d’orchestration de conteneurs
  • Comprendre le concept d’applications «Orchestrator-ready»
  • Comprendre l’architecture de Kubernetes : Les différents types et rôles des nœuds
  • Notion de pods, service, stockage et déploiements
  • Gérer le cycle de ses déploiements
  • Gérer les mises à jour des applications
  • Déploiement et partage des éléments de configuration
  • Comprendre les applications Stateless et Stateful
  • Comprendre les outils de l’écosystème Kubernetes
  • Déployer des applications complexes avec le manager Helm
  • Gérer le réseau avec le load balancer et les ingress traefik, nginx...
  • L’importance des services mesh avec Istio
  • L’importance des services des solutions de stockage
  • L’importance du monitoring de l’infrastructurelle et des applications

Le cours est découpé en plusieurs parties. Celles-ci pourront être réorganisées de manière différente en fonction du déroulement de la formation.

Cette formation "Maîtriser Docker" est une approche complète de Docker, composée de la formation "Docker : Créer et Administrer vos conteneurs virtuels d'applications avec Docker" (UDMA) suivie de la formation "Docker avancé : Déployer et gérer des hôtes Docker" (UDMB)

Objectifs opérationnels

Créer et administrer des conteneurs d'applications avec Docker, et déployer, gérer et sécuriser les hôtes Docker.

Programme

Contenu du cours

Jour 1

Présentation de Docker

Les différents niveaux de virtualisation (système, applicatif)
Avantages de la virtualisation applicative
DevOps, des nouveaux outils et de nouvelles habitudes de travail
Comprendre l’Infrastructure As Code 
Vocabulaire autour du paysage informatique (Web Services, Micro-services, SOA, CI/CD, etc.)
La place de Docker et des conteneurs dans ce paysageTravaux pratiquesSéquence de travail type d’un utilisateur de Docker pour bien comprendre les fonctionnalités apportées par Docker et en quoi il change les habitudes techniques et organisationnelles des équipes

Architecture de Docker

Client et moteur Docker
Les composants de base : images, registry, container 
Comprendre le daemon Docker et l’architecture client/serveur, l’API Docker
Les éditions de Docker
Implémentation sous Linux et Windows
La gestion des images Docker
Kernel, images et conteneurs
Ecosystème Docker (Docker Hub, Docker registry, Dockerfile, Docker Compose)
Docker Desktop
Docker et le CloudTravaux pratiquesInstallation de Docker Community Edition
Initiation aux conteneurs
Présentation d'un conteneur
Création d'une image
Exploitation applicative standard
Exploitation applicative du stockage

Images et conteneurs Docker

Liens entre image et conteneur
Qu’est-ce qu’un registry de conteneurs ?
L’exemple de Docker Hub
La registry privée
Nomenclature d’appels de conteneurs
Savoir télécharger (pull) des images, comprendre le nommage des images Docker
Créer un compte sur le Hub Docker et pousser (push) des images via la CLI Docker
Comprendre l’historique des images
Administrer les images en local, nommage, suppression, le cache
Principes d’instanciation d’un conteneur
Créer une image à partir d’un conteneur
Gestion de la console au quotidienTravaux pratiquesNavigation dans le Docker Hub
Administrer ses images, pull, tag, push, history...
Créer un compte sur le registre
Envoyer des images dans le registre Docker (Hub Docker)
Créer un registre privé
Administrer ses conteneurs avec les options du run
Se connecter sur les conteneurs
Installation d’applications Web dans un conteneur et création d’images à partir de ce dernier

Docker et le réseau

Comment exposer ses images vers l’extérieur ?
Comprendre le réseau Docker
La notion de publication de port
Publier des ports avec publish
Créer des réseaux Docker, dchp, dns
Communications inter conteneurs Travaux pratiquesTests de l’exposition de nos images selon différents modes de configuration du réseau (bridge, hôte, join, link)

Les volumes de données avec Docker

Le problème de la persistance dans les conteneurs
Gestion du stockage
Bien maîtriser les volumes Docker, bind, files, volumes distants 
Identification des volumes orphelinsTravaux pratiquesCréer des volumes Docker
Associer des systèmes de fichiers avec vos conteneurs (local et distant)Jour 2

Dockerfile

Comprendre la construction d’image avec le Dockerfile
Les instructions du Dockerfile :FROM, RUN CMD, ENTRYPOINT
Les bonnes pratiques (nettoyage, lancement des services, sécurité…)
Déployer son propre registre Docker
Présentation d’HarborTravaux pratiquesCréation d'une image à l'aide de Dockerfile
Optimisation de la création des images
Créer une image MongoDB à l’aide de la description GitHub
Création d’une image LAMP
Construction, déploiement d’un registre Docker via Dockerfile
Identification et push d’images personnalisé sur le registre

Application multi-conteneurs (docker-compose)

Comprendre l’orchestration des Micro services avec docker-compose
Le format yaml de fichier défini par docker-compose
La commande docker-compose
Mon premier service
Le réseau avec docker-compose
Les volumes de données avec docker-compose
Les dépendances entre services
Mise à jour des services Travaux pratiquesDéploiement d’une application Web, PHP, SQL, hautement disponible avec HAProxy, Apache...
Déploiement d’une stack de journalisation avec la suite ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana)
Configurer la journalisation avec Docker-compose

Fonctions avancées de docker-compose

Construire des images avec docker-compose, les contextes
Rendre dynamiques ses fichiers compose avec les variables et le fichier .env
Les sondes de vitalité et de disponibilité
Comprendre les labels
Configuration avancée des volumes
Le Rollback et update des servicesTravaux pratiquesCréer un environnement complexe avec le fichier. env et les variables
Créer des sondes vitalité health check
Créer des labels pour échanger avec le démon Docker et d’autres applications Docker
Gérer ses mises à jourJour 3

Sécurité

Éléments à risque : noyau, conteneurs, Docker daemon...
Quelques bonnes pratiques d’administration
Scan de vulnérabilité des images
Les bonnes pratiques dans le Dockerfile
La capabilities Linux/SyscallTravaux pratiquesSécurisation des images et tests d’accès

Exploitation de docker au quotidien

Les plugins Docker
Administration des plugins
Principe de la copie sur écriture (CoW)
Intégration à Docker de la copie sur écriture
Les pilotes de stockage Docker (AUFS, OverlayFS, DeviceMapper…)
Configuration du daemon Docker
Démarrage automatique des services
Gestion des logs
Restriction sur les ressources
Protection du contenu d’un conteneur
Bonnes pratiques de sécuritéTravaux PratiquesImplémentation d’un plugin de stockage
Redémarrage automatique
Déploiement d’un frontal web d’administration

Introduction à l’intégration continue avec GitLab/Jenkins

Retour sur l’automatisation de sa chaine de production
Construire et pousser des images Docker avec Jenkins et GitLab
Le Dockerfile et JenkinsfileTravaux pratiquesMise en place d’un pipeline d’intégration continue avec GitLab et Jenkins

Introduction à l’orchestration de conteneurs

Limites de Docker seul et apport d’un orchestrateur (haute disponibilité, scalabilité…)
Comprendre l’architecture d’un orchestrateur de conteneurs
Dialogue entre les nœuds d’un cluster
L'exemple de Kubernetes
Le vocabulaire de Kubernetes (pods, service…)
Comprendre les applications stateless et statefullTravaux PratiquesDémonstration du formateur pour comprendre comment s’exécutent les images Docker dans un contexte d’orchestration et la plus-value concrète d’un outil comme Kubernetes pour les développeurs (déploiement d’une application LAMP à haute disponibilité par exemple)

Jour 4

La sécurité avec Docker

Éléments à risque : noyau, conteneurs, Docker daemon...
Quelques bonnes pratiques d’administration
Scan de vulnérabilité des images
Utilisation d’Harbor pour sécuriser ses images
Les bonnes pratiques dans le Dockerfile
La capability Linux/SysCall

Dockerfile : Build d’images avancées

Présentation d’un environnement de build
Les variables du fichier .env
Les instructions : HEATCHECK...
La construction multi-stage
Rendre dynamiques ses builds avec les arguments et variables
Le DockerIgnoreTravaux pratiques :Déploiement d’un environnement de construction d’image destiné à la production

Fonctions avancés de Docker Compose

Retour sur Docker Compose
Construire des images avec Docker Compose, les contextes
Rendre dynamiques ses fichiers Compose avec les variables et le fichier .env
Configuration avancée du réseau
Configuration avancée des volumes
Gérer les logs Docker avec ELKTravaux pratiques :Créer un environnement complexes et dynamique avec le fichier .env et les variables
Configurer un réseau
Configurer des volumes distants NFS...
Mise en œuvre d’une stack de journalisation avec la suite Elastic, Kibana...

Jour 5

Orchestration des conteneurs

Concepts d’orchestration des conteneurs

Comprendre l’orchestration, la haute disponibilité, la mise à l’échelle des applications
Comprendre l’architecture d’un orchestrateur de conteneurs
Le manifest YAML
La notion de pods, de service, de stockage et de déploiements
Gérer les sondes, les ressources dans les pods
Comprendre les applications Stateless et StatefulTravaux pratiques :Créer nos premiers pods
Gérer les ressources dans les pods
Gérer des sondes d’activité des pods

Le déploiement d’applications

Comprendre la ressource Kubernetes «deployment»
Comprendre la réplication des pods et leur cycle de vie
Comprendre et savoir gérer les mises à jour des deployments, rollouts…Travaux pratiques :Créer et déployer notre déploiement d’applications
Administrer les ressources dans les pods
Créer des sondes d’activité dans les pods

La communication réseaux

Comprendre la ressource Service
Comprendre et savoir exposer nos applications aux utilisateurs
Comprendre et savoir faire communiquer nos applications entre ellesTravaux pratiques :Exposer des applications par ports - NodePort
Exposer des applications par IP – LoadBalancer
Créer un réseau interne pour nos applications – Cluster IP
Exposer ses applications via des URLs avec les Ingress

Le stockage pour nos applications

Comprendre la gestion des Volumes avec Kubernetes, PV, PVC...
Savoir fournir du stockage dynamique a nos déploiements
Connecter le stockage avec les podsTravaux pratiques :Créer une demande de stockage dynamique
Associer le stockage avec ses applications

Le déploiement d’applications avec états

Comprendre la ressource Kubernetes «StatefulSets»
Comprendre le déploiement d’applications avec états
Exemple d’une base de données Postgre clusterisée

Les projets de l’écosystème Kubernetes

Revue de différents projets développés autour de Kubernetes via la Cloud Native Computing Foundation
(Containerd, Istio, Rook,  Argo CD, Harbor, Fluentd, Prometheus...)
Packaging et déploiements d’application complexes avec Helm
Comprendre l’implication des services Mesh, les réseaux maillés avec Istio
Études des solutions de stockage pour Kubernetes, cephfs, Rook
Étude de cas du monitoring avec Prometheus et GrafanaTravaux pratiques :Déployer des application complexe avec le gestionnaire Helm
Mettre en œuvre le réseau maillé avec Istio

Travaux pratiques

La formation alterne théorie et travaux pratiques, dans une approche terrain. La théorie est réduite au minimum pour les parties qui n’ont pas d’application concrète dans l’exploitation au jour le jour.
Cependant, il est nécessaire de bien comprendre certains concepts pour justement mieux retenir comment les mettre en œuvre, au-delà de la simple « recette », et surtout d'évoluer avec recul dans son environnement technique au quotidien.

Programme mis à jour le 11/12/2023

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