Les RéplicaSets Kubernetes

Dans Kubernetes, un Pod est l’unité de base pour exécuter une application. Cependant, un Pod seul n’est pas résilience : s’il tombe en panne, il ne sera pas automatiquement recréé.

Comment apporter de la résilience à un Pod ?

C’est là qu’intervient le ReplicaSet, une ressource Kubernetes qui garantit qu’un nombre défini de Pods est toujours en cours d’exécution. Si un Pod disparaît, le ReplicaSet le recrée automatiquement pour maintenir la disponibilité de l’application.

Création d’un ReplicaSet

Un ReplicaSet est une ressource Kubernetes qui assure qu’un nombre défini de Pods identiques est toujours en cours d’exécution. Si un Pod est supprimé ou tombe en panne, le ReplicaSet le remplace automatiquement.

Un ReplicaSet est défini par :

• replicas : le nombre de Pods à maintenir.
• selector : une règle permettant d’identifier les Pods gérés.
• template : le modèle de Pod utilisé pour créer de nouveaux Pods si nécessaire.

Définition d’un ReplicaSet en YAML

A partir de maintenant, nous allons créer principalement les ressources en utilisant des manifests écrits en YAML. Je vous invite donc à consulter mon guide sur comment écrire des manifests Kuberntes.

Voici un exemple de ReplicaSet qui exécute une application simple basée sur hashicorp/http-echo, un serveur HTTP minimaliste qui affiche un message personnalisé.

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: echo-replicaset
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: echo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: echo
    spec:
      containers:
      - name: echo-container
        image: hashicorp/http-echo:0.2.3
        args:
          - "-text=Hello from ReplicaSet"
        ports:
        - containerPort: 5678

Explication des principaux champs :

• replicas: 3 → Kubernetes maintiendra toujours 3 Pods en fonctionnement.
• selector.matchLabels → Le ReplicaSet sélectionne les Pods ayant le label app: echo.
• template.spec.containers → Spécifie le modèle du Pod :
  • image: hashicorp/http-echo:0.2.3 → L’image utilisée.
  • args: ["-text=Hello from ReplicaSet"] → Configure le message retourné.
  • ports.containerPort: 5678 → Définit le port d’écoute de l’application.

Déployer le ReplicaSet

Appliquez le fichier YAML avec la commande :

kubectl apply -f replicaset.yaml

Vérifiez que le ReplicaSet est bien créé :

NAME              DESIRED   CURRENT   READY   AGE
echo-replicaset   3         3         3       92s```

Vérifier les Pods créés

Le ReplicaSet a généré 3 Pods, comme défini dans replicas: 3. Vérifiez-les avec :

kubectl get pods -l app=echo

NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
echo-replicaset-6j6kc   1/1     Running   0          2m
echo-replicaset-npdh6   1/1     Running   0          2m
echo-replicaset-wt4wl   1/1     Running   0          2m

Ici on demande à Kubernetes de nous lister les Pods ayant le label app: echo. Chaque Pod a un nom unique mais partage le même modèle défini dans le ReplicaSet.

Supprimer un Pod et observer le ReplicaSet en action

L’intérêt d’un ReplicaSet est d’assurer la haute disponibilité. Si un Pod disparaît, Kubernetes en recrée un automatiquement.

Testez cela en supprimant un des Pods :

kubectl delete pod echo-replicaset-bd8fj

Vérifiez immédiatement si un nouveau Pod est créé :

kubectl get pods -l app=echo -w

Un nouveau Pod avec un nom différent apparaîtra pour remplacer le Pod supprimé et maintenir le nombre de réplicas défini.

kubectl get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
echo-replicaset-mj9wl   1/1     Running   0          41s
echo-replicaset-npdh6   1/1     Running   0          6m21s
echo-replicaset-wt4wl   1/1     Running   0          6m21s

Vous remarquerez que le Pod supprimé n’est plus présent et qu’un nouveau Pod a été créé pour le remplacer. Il suffit de vérifier l’age pour voir le nouveau Pod.

Gestion des ReplicaSets

Une fois un ReplicaSet déployé, il est essentiel de savoir le superviser, le modifier et le supprimer correctement. Ce chapitre couvre les principales opérations de gestion d’un ReplicaSet Kubernetes.

Modifier le nombre de réplicas (Scaling)

Un ReplicaSet permet de faire évoluer dynamiquement le nombre de Pods en fonction des besoins en charge.

Modifier le scaling avec kubectl scale :

kubectl scale rs echo-replicaset --replicas=5

Vérifiez les nouveaux Pods :

kubectl get pods -l app=echo
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
echo-replicaset-8jqrr   1/1     Running   0          6s
echo-replicaset-mj9wl   1/1     Running   0          3m30s
echo-replicaset-npdh6   1/1     Running   0          9m10s
echo-replicaset-vdmb5   1/1     Running   0          6s
echo-replicaset-wt4wl   1/1     Running   0          9m10s

Kubernetes a ajouté 2 nouveaux Pods pour atteindre replicas: 5.

Modifier le scaling en éditant le fichier YAML :

Vous pouvez aussi modifier directement le fichier YAML du ReplicaSet :

spec:
  replicas: 4

Puis appliquer la mise à jour :

kubectl apply -f replicaset.yaml

NAME                    READY   STATUS        RESTARTS   AGE
echo-replicaset-8jqrr   1/1     Running       0          47s
echo-replicaset-mj9wl   1/1     Running       0          4m11s
echo-replicaset-npdh6   1/1     Running       0          9m51s
echo-replicaset-vdmb5   1/1     Terminating   0          47s
echo-replicaset-wt4wl   1/1     Running       0          9m51s

Kubernetes à détruit un Pod pour atteindre replicas: 4.

Attention

Un ReplicaSet ne gère pas les mises à jour des Pods.

Si vous modifiez l’image du conteneur dans le fichier YAML et appliquez la mise à jour :

    containers:
    - name: echo-container
      image: hashicorp/http-echo:1.0.0  # Nouvelle version de l'image

Puis :

kubectl apply -f replicaset.yaml

Les anciens Pods ne seront pas mis à jour, car le ReplicaSet ne remplace pas les Pods existants.

Solution recommandée : Utiliser un Deployment à la place d’un ReplicaSet, qui gère les mises à jour sans interruption. Ce point sera abordé dans le guide suivant sur les deployments.

Debug des ReplicaSets

Un ReplicaSet garantit qu’un nombre défini de Pods est toujours en cours d’exécution. Cependant, il peut arriver que des Pods ne se lancent pas correctement, restent bloqués en Pending, ou que le ReplicaSet ne crée pas le bon nombre de réplicas. Ce chapitre détaille les méthodes de diagnostic et de résolution des problèmes courants.

Vérifier l’état du ReplicaSet

La première étape consiste à vérifier si le ReplicaSet fonctionne correctement et maintient le bon nombre de Pods.

kubectl get rs

NAME              DESIRED   CURRENT   READY   AGE
echo-replicaset   3         1         1       5m

Problème détecté :

• DESIRED (3) ≠ CURRENT (1) → Le ReplicaSet devrait exécuter 3 Pods, mais un seul est actif.
• READY (1) → Seul 1 Pod est prêt.

Cela indique que Kubernetes ne parvient pas à créer tous les Pods nécessaires.

Vérifier les Pods associés au ReplicaSet

Listez les Pods gérés par le ReplicaSet :

kubectl get pods -l app=echo

Si des Pods sont en erreur (CrashLoopBackOff, Pending), affichez les détails d’un Pod problématique :

kubectl describe pod <nom-du-pod>

Cas fréquents :

• *Pod bloqué en Pending :

Exemple de sortie :

Events:
  Type     Reason            Age        From               Message
  ----     ------            ----       ----               -------
  Warning  FailedScheduling  30s (x5)   default-scheduler  0/3 nodes are available: insufficient memory.

Cause probable : Pas assez de ressources disponibles sur les nœuds. Solution : Vérifiez l’état des nœuds et libérez des ressources.

kubectl get nodes -o wide

Si un nœud est en erreur (NotReady), il se peut qu’il soit en panne.

Analyser les logs d’un Pod défaillant

Si un Pod se lance mais ne fonctionne pas correctement (CrashLoopBackOff), consultez ses logs :

kubectl logs <nom-du-pod>

Missing -text option!

Cause probable : L’application attend un argument manquant. Solution : Vérifiez que l’application est bien configurée avec l’option -text dans args.

containers:
  - name: echo-container
    image: hashicorp/http-echo:1.0.0
    args:
      - "-text=Hello from ReplicaSet"

Appliquez la correction :

kubectl apply -f replicaset.yaml
kubectl rollout restart rs echo-replicaset

Forcer la recréation d’un ReplicaSet

Si vos problèmes persistent, essayez de supprimer le ReplicaSet et le recréer :

kubectl delete rs echo-replicaset
kubectl apply -f replicaset.yaml

Vérifiez à nouveau que les Pods sont bien recréés :

kubectl get pods -l app=echo

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Conclusion

Les ReplicaSets sont des ressources Kubernetes essentielles pour garantir la haute disponibilité des applications. Ils assurent qu’un nombre défini de Pods est toujours en cours d’exécution et recréent automatiquement les Pods en cas de panne. Mais ils ne gèrent pas les mises à jour des Pods. Pour cela, il est recommandé d’utiliser un Deployment.

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