Administration des Systèmes : Orchestration, Conteneurs et Automatisation

Acquis d'apprentissage visés

• Concevoir, déployer et maintenir les services d’infrastructure essentiels d’un système d’information (annuaire, DNS, messagerie) en respectant les contraintes de sécurité

• Conteneuriser une application à l’aide de Docker et gérer son cycle de vie : construction d’images, composition de services multi-conteneurs, registre d’images

• Déployer et administrer un cluster Kubernetes : gestion des workloads, services, volumes persistants, mise à l’échelle et mise à jour continue

• Automatiser la configuration et le déploiement d’infrastructures systèmes à l’aide d’Ansible : playbooks, rôles, inventaires dynamiques

• Concevoir, déployer, maintenir et faire évoluer des services cloud en distinguant les modèles IaaS, PaaS et SaaS, et en évaluant les avantages et les limites de chaque approche

• Mettre en œuvre des mécanismes de collecte et d’analyse de données pour la maintenance préventive et la détection des anomalies du système d’information

Prérequis

• SR051 - Principes des réseaux et de l’IoT (S5) : modèle OSI, TCP/IP, routage, DNS — indispensables pour la compréhension des réseaux Docker et Kubernetes.

• SR052 - Système d’exploitation et langage de commande (S5) : administration Linux, gestion des processus, permissions, scripting Bash — base de toute l’administration système.

• SR062 - Administration système 1 (S6) : services systèmes (systemd), gestion des utilisateurs, introduction aux services réseau — prérequis direct pour LDAP, DNS et la messagerie.

• SR603 - Environnements Virtuels et Pratiques de Collaboration (S6) : introduction aux conteneurs, outils de collaboration, versionnement — fondements de la conteneurisation et du GitOps.

• Compétences transversales attendues :

• Administration Linux courante : gestion des services, réseau, droits, éditeur de texte (vim/nano)

• Scripting Bash de base : boucles, conditions, gestion des fichiers

• Maîtrise de Git : clone, commit, push, branches

• Notions de YAML et JSON pour la configuration des outils DevOps

• Lecture de documentation technique en anglais

Programme

• Services d’infrastructure du système d’information :

• Annuaire d’authentification : protocole LDAP — structure, schéma, déploiement et intégration dans un SI.

• La hiérarchie DNS : zones, enregistrements, résolution récursive et autoritaire.

• Installation et sécurisation d’un serveur DNS : DNSSEC, gestion des zones signées.

• Configuration d’un serveur de messagerie : protocoles SMTP, IMAP, anti-spam, DKIM, SPF, DMARC.

• Gestion centralisée des identités : intégration LDAP avec les services du SI (DNS, mail, SSH).

• Conteneurisation avec Docker :

• Rappels sur la virtualisation et positionnement des conteneurs : namespaces, cgroups, couches d’images.

• Construction d’images Docker : Dockerfile, bonnes pratiques, optimisation des couches, images multi-étapes.

• Gestion du cycle de vie des conteneurs : réseaux Docker, volumes persistants, variables d’environnement.

• Composition de services avec Docker Compose : définition de stacks multi-conteneurs, dépendances, healthchecks.

• Registres d’images : Docker Hub, registre privé (Harbor) ; gestion des versions et des politiques de sécurité.

• Sécurité des conteneurs : utilisateur non-root, scan de vulnérabilités (Trivy), politique de contenu signé.

• Orchestration avec Kubernetes :

• Architecture de Kubernetes : control plane (API server, etcd, scheduler, controller manager), nodes workers.

• Objets fondamentaux : Pod, Deployment, ReplicaSet, Service, ConfigMap, Secret, Namespace.

• Gestion du stockage persistant : PersistentVolume, PersistentVolumeClaim, StorageClass.

• Mise à l’échelle et mise à jour continue : rolling update, rollback, Horizontal Pod Autoscaler.

• Exposition des services : Ingress, LoadBalancer, gestion des certificats TLS (cert-manager).

• Sécurité dans Kubernetes : RBAC, NetworkPolicies, Pod Security Standards, gestion des secrets.

• Outils de déploiement : Helm (gestionnaire de paquets Kubernetes) ; introduction à GitOps (ArgoCD).

• Automatisation avec Ansible :

• Principes de l’automatisation : idempotence, infrastructure as code, gestion de la configuration.

• Architecture Ansible : inventaires (statiques et dynamiques), modules, playbooks, variables et facts.

• Structuration des projets Ansible : rôles, collections, Ansible Galaxy.

• Automatisation des tâches d’administration : déploiement de services, gestion des utilisateurs, mises à jour.

• Intégration d’Ansible dans un pipeline CI/CD : déclenchement automatique, gestion des secrets (Ansible Vault).

• Déploiement cloud d’applications conteneurisées :

• Applications cloud-native vs applications internes : différences de conception, scalabilité, résilience.

• Déploiement d’une application conteneurisée sur un service Kubernetes managé (AKS, GKE ou EKS).

• Principes du DevOps et CI/CD : pipeline d’intégration et de déploiement continu (GitLab CI, GitHub Actions).

• Les paradigmes IaaS/PaaS/SaaS et les choix d’architecture cloud sont approfondis en SR802.

• Observabilité dans un environnement conteneurisé (introduction) :

• Enjeux de l’observabilité dans Kubernetes : métriques, logs, traces.

• Métriques applicatives et système : exposition via Prometheus, visualisation Grafana — notions de base.

• Journalisation dans Kubernetes : stdout/stderr, agrégation des logs avec Loki.

• Ces outils seront approfondis en SR802 — Administration Système : Stockage et Surveillance.

Modalités d'évaluation

Au moins deux contrôles continus.

Bibliographie

• Evi Nemeth et al. - UNIX and Linux System Administration Handbook - Addison-Wesley, 5^(e) éd., 2017

• Kelsey Hightower et al. - Kubernetes: Up and Running - O’Reilly, 3^(e) éd., 2022

• Jeff Nickoloff & Stephen Kuenzli - Docker in Action - Manning, 2^(e) éd., 2019

• Lorin Hochstein - Ansible: Up and Running - O’Reilly, 3^(e) éd., 2022

• Documentation Kubernetes : <https://kubernetes.io/docs/>

• Documentation Docker : <https://docs.docker.com>

• Documentation Ansible : <https://docs.ansible.com>

• Documentation Helm : <https://helm.sh/docs/>

• ANSSI - Recommandations de sécurité relatives au déploiement de conteneurs Docker : <https://www.ssi.gouv.fr/guide/>

Supports

Diaporamas, fiches de travaux pratiques.