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kinou-p 4234b1c4f8 docs: add comprehensive README for Kubernetes and IoT project		2025-10-02 10:18:00 +02:00
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README.md

Inception-of-Things (IoT) - École 42

Description

Inception-of-Things est un projet de l'École 42 qui introduit aux technologies DevOps modernes, particulièrement Kubernetes, Docker, et l'orchestration de conteneurs. Ce projet utilise K3s (Kubernetes léger) avec Vagrant pour créer et gérer des clusters Kubernetes.

Objectifs pédagogiques

Découvrir Kubernetes et l'orchestration de conteneurs
Maîtriser K3s (version allégée de Kubernetes)
Comprendre les concepts DevOps (IaC, CI/CD)
Gérer l'infrastructure as Code avec Vagrant
Apprendre le déploiement d'applications conteneurisées
Mettre en place des services réseau et load balancing

Architecture du projet

Structure générale

Inception-of-Things/
├── p1/                  # Partie 1 - Cluster K3s simple
│   ├── Vagrantfile     # Configuration VMs
│   └── scripts/        # Scripts d'installation
├── p2/                  # Partie 2 - Applications et services
│   ├── Vagrantfile     # Configuration avancée
│   ├── confs/          # Configurations Kubernetes
│   └── scripts/        # Scripts de déploiement
└── README.md           # Documentation

Partie 1 (P1) - Cluster K3s basique

Objectifs

Créer un cluster K3s avec 2 machines virtuelles
Configurer un master node et un worker node
Établir la communication inter-nodes

Infrastructure

VM Master (apommierS) : 192.168.56.110
- Rôle : Control plane K3s
- RAM : 2048 MB
- CPU : 2 cores
VM Worker (apommierSW) : 192.168.56.111
- Rôle : Worker node
- RAM : 2048 MB
- CPU : 2 cores

Technologies utilisées

Vagrant : Orchestration des VMs
VirtualBox : Hyperviseur
K3s : Distribution Kubernetes légère
Ubuntu 18.04 : OS des VMs

Partie 2 (P2) - Applications et services

Objectifs

Déployer des applications web sur le cluster
Configurer des services Kubernetes
Mettre en place du load balancing
Gérer les ressources et namespaces

Services déployés

Applications web personnalisées
Ingress controller pour le routage
Load balancer pour la répartition de charge
Services avec exposition externe

Installation et déploiement

Prérequis

Vagrant 2.2+
VirtualBox 6.0+
Git pour cloner le projet
8GB RAM minimum disponible

Installation

git clone <repository-url>
cd Inception-of-Things

Déploiement P1

cd p1
vagrant up

Vérification P1

# Connexion au master
vagrant ssh apommierS

# Vérifier les nodes
kubectl get nodes

# Vérifier les pods système
kubectl get pods -A

Déploiement P2

cd ../p2
vagrant up

Vérification P2

# Vérifier les applications
kubectl get deployments

# Vérifier les services
kubectl get services

# Tester l'accès aux applications
curl http://192.168.56.110

Scripts d'automatisation

P1 - Scripts de base

k3s-master.sh : Installation et configuration du master
k3s-worker.sh : Installation et jointure du worker

P2 - Scripts avancés

deploy-apps.sh : Déploiement des applications
setup-ingress.sh : Configuration du routage
configure-services.sh : Setup des services

Configuration Kubernetes

Exemple de déploiement d'application

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-app
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: nginx:alpine
        ports:
        - containerPort: 80

Service avec LoadBalancer

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-service
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    app: web-app

Concepts Kubernetes abordés

Ressources de base

Pods : Unité de déploiement minimale
Deployments : Gestion des réplicas d'applications
Services : Exposition et découverte de services
ConfigMaps : Configuration externalisée
Secrets : Gestion des données sensibles

Réseau et routage

Ingress : Routage HTTP/HTTPS
Network Policies : Sécurité réseau
LoadBalancer : Répartition de charge
ClusterIP : Communication interne

Gestion des ressources

Namespaces : Isolation logique
Resource Quotas : Limitation des ressources
Limits et Requests : Gestion mémoire/CPU

Commandes utiles

Gestion des VMs

# Démarrer les VMs
vagrant up

# Arrêter les VMs
vagrant halt

# Supprimer les VMs
vagrant destroy

# Recharger la configuration
vagrant reload

Debugging Kubernetes

# Logs des pods
kubectl logs <pod-name>

# Description détaillée
kubectl describe pod <pod-name>

# Shell dans un pod
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash

# Événements du cluster
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

Monitoring

# Utilisation des ressources
kubectl top nodes
kubectl top pods

# État du cluster
kubectl cluster-info

# Services exposés
kubectl get endpoints

Résolution de problèmes

Problèmes courants

Nodes NotReady : Vérifier la connectivité réseau
Pods Pending : Vérifier les ressources disponibles
Services inaccessibles : Vérifier les labels et selectors
Images non trouvées : Vérifier les registry et tags

Logs système

# Logs K3s sur le master
sudo journalctl -u k3s

# Logs K3s sur le worker
sudo journalctl -u k3s-agent

# Logs Vagrant
vagrant up --debug

Sécurité et bonnes pratiques

Configurations recommandées

RBAC activé par défaut
Network policies pour l'isolation
Resource limits pour éviter la famine
Secrets pour les données sensibles
Image policies pour la sécurité

Optimisations

Resource requests appropriées
Health checks (readiness/liveness)
Rolling updates pour les déploiements
Horizontal Pod Autoscaling si nécessaire

Extensions possibles

Bonus et améliorations

Monitoring avec Prometheus/Grafana
Logging centralisé avec ELK Stack
CI/CD avec GitLab/Jenkins
Service Mesh avec Istio
Storage persistant avec volumes

Intégrations

Helm pour la gestion de packages
ArgoCD pour GitOps
Cert-Manager pour les certificats TLS
External-DNS pour la gestion DNS

Compétences développées

Infrastructure as Code avec Vagrant
Orchestration de conteneurs avec Kubernetes
Administration système Linux
Networking et services distribués
Troubleshooting d'infrastructures complexes
DevOps et automatisation
Monitoring et observabilité

Architecture réseau

Schéma de déploiement

    ┌─────────────────────────────────────┐
    │           Host Machine              │
    │  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐   │
    │  │ Master Node │  │ Worker Node │   │
    │  │ 192.168.56. │  │ 192.168.56. │   │
    │  │    110      │  │    111      │   │
    │  │             │  │             │   │
    │  │   K3s API   │  │   K3s Agent │   │
    │  │   Server    │  │             │   │
    │  └─────────────┘  └─────────────┘   │
    └─────────────────────────────────────┘

Tests et validation

Tests de fonctionnement

# Test connectivité entre nodes
kubectl get nodes -o wide

# Test déploiement d'application
kubectl create deployment test-nginx --image=nginx
kubectl expose deployment test-nginx --port=80 --type=NodePort

# Test scaling
kubectl scale deployment test-nginx --replicas=3

Métriques de succès

✅ Cluster K3s opérationnel
✅ Communication inter-nodes
✅ Applications déployées et accessibles
✅ Load balancing fonctionnel
✅ Pas d'erreurs dans les logs

Documentation officielle

Auteur

Alexandre Pommier (apommier) - École 42

Licence

Projet académique - École 42

"Introduction pratique à l'orchestration moderne" ☸️🚀