Avec l'évolution constante des applications, les microservices ont ouvert la voie à une nouvelle ère de défis en matière de gestion réseau, de sécurité et d'observabilité. C'est là qu'intervient Cilium, un projet open source développé par Isovalent, qui promet de transformer l'écosystème Kubernetes. Dans cet article, nous allons plonger au cœur des détails et des avantages de Cilium, en combinant les informations de deux articles pertinents. Préparez-vous à découvrir comment Cilium, propulsé par la technologie eBPF, est en train de révolutionner la manière dont nous abordons la gestion réseau, la sécurité et l'observabilité dans Kubernetes.

Cilium : Une Couche Réseau et de Sécurité Inégalée

Cilium, fruit du travail d'Isovalent, apporte une couche réseau à votre cluster Kubernetes tout en garantissant une sécurité et une supervision inégalées des flux réseau. Cette puissante plateforme s'appuie sur la technologie eBPF (extended Berkeley Packet Filter), présente dans les noyaux Linux depuis la version 4.4. L'avantage majeur de cette technologie réside dans sa capacité à exécuter des programmes au sein d'un espace dédié dans le noyau, le tout sans nécessiter de modification du code source ou l'ajout de modules complémentaires. Cette architecture sandbox permet à Cilium d'offrir une observabilité et une sécurité exceptionnelles lors du filtrage des paquets réseau.

Amélioration de la Gestion Réseau

Dans le contexte de Kubernetes, la gestion des règles réseau est assurée par kube-proxy, un composant qui pilote iptables sur les nœuds du cluster. Toutefois, iptables présente des limitations liées à sa conception. Lorsqu'une règle doit être mise à jour, iptables reconstruit l'ensemble des règles en une seule transaction, ce qui pose problème dans les clusters d'envergure. De plus, iptables ne peut filtrer que par adresses IP ou ports, sans prendre en compte les chemins ou méthodes HTTP, un inconvénient notable pour les applications orientées API. C'est ici que Cilium brille, comblant les lacunes d'iptables. Capable de filtrer à la couche 7 (application) du modèle OSI, Cilium résout les problèmes de mise à l'échelle que iptables peinait à gérer.

Sécurité Renforcée et Observabilité Avancée

La sécurité est un pilier essentiel dans l'univers des microservices. Cilium, avec sa base eBPF, renforce la sécurité en filtrant les communications inter-microservices à un niveau plus profond, tout en assurant des performances optimales. Cette technologie réduit la complexité en exécutant les programmes eBPF dans une sandbox, garantissant l'intégrité du noyau Linux. Avant l'exécution, chaque programme eBPF est soumis à une vérification rigoureuse pour empêcher toute altération du système ou toute exécution de code malveillant.

Cilium dans l'Écosystème Kubernetes

Cilium ne se limite pas à la gestion réseau et à la sécurité. Il propose également une solution révolutionnaire en matière d'observabilité. En s'appuyant sur eBPF, Cilium apporte une couche d'observabilité baptisée Hubble à vos services dans Kubernetes. Cette technologie offre une visibilité approfondie sur les métriques et les journaux, deux éléments cruciaux dans tout environnement orienté microservices. La capacité à analyser et à comprendre l'état de santé des composants de votre environnement est désormais à portée de main.

L'Effervescence d'Hubble dans l'Observabilité

Hubble, la solution d'observabilité de Cilium, offre une visibilité inégalée sur ce qui se passe dans votre environnement, que ce soit au niveau des nœuds, des pods ou des VM. L'observabilité est divisée en deux catégories majeures : les métriques et les journaux (logs) ainsi que le traçage (tracing). Les métriques offrent un aperçu de l'état de santé des composants, tandis que les journaux dévoilent le fonctionnement interne de l'application. En ce qui concerne le traçage, il sert à suivre les performances, un élément crucial pour une expérience utilisateur optimale.

Cilium : Un Coup d'Œil à l'Histoire

L'origine de Cilium remonte à la nécessité de remplacer les IPtables, qui géraient le filtrage de paquets au niveau du noyau Linux, par une solution plus efficace. L'introduction d'eBPF a marqué un tournant majeur en permettant des modifications basées sur des événements kernel sans les contraintes des méthodes précédentes. Cilium, conçu en partant de zéro avec eBPF, a la capacité de remplacer totalement kubeproxy, élément de réseau historique de Kubernetes. Le passage du trafic pod à pod, pod à service, etc., par eBPF élimine la dépendance d'iptables.

Le Rôle Clé de Cilium en tant que CNI

Cilium va au-delà de son rôle de CNI (Container Network Interface). C'est un agent polyvalent qui peut fonctionner n'importe où. Un exemple frappant est celui d'eBay, qui a opté pour Cilium pour remplacer ses F5 loadbalancers. Grâce à Cilium, eBay a vu ses performances augmenter de manière spectaculaire tout en réduisant les coûts. Le mode agent de Cilium, implémenté sous forme de daemonset dans Kubernetes, facilite son déploiement et son utilisation sur diverses plateformes.

Le Service Mesh Optimisé avec Cilium

Contrairement à d'autres solutions, Cilium n'utilise pas de sidecar pour implémenter le service mesh. L'agent Cilium joue un rôle clé dans cette implémentation, éliminant les problèmes de latence et améliorant considérablement les performances. Avec eBPF, Cilium accélère le trafic au niveau des couches 3 (adresse IP) et 4 (port) tout en simplifiant le trafic au niveau de la couche 7 (application). Les résultats parlent d'eux-mêmes : en comparaison avec les architectures traditionnelles, Cilium offre une réduction significative de la consommation de ressources et une expérience utilisateur améliorée.

Conclusion

Cilium, porté par la puissante technologie eBPF, est bien plus qu'une simple solution de gestion réseau et de sécurité pour Kubernetes. C'est une révolution dans l'univers des microservices, offrant une observabilité inégalée, une sécurité renforcée et des performances optimisées. En éliminant les limitations de solutions précédentes comme iptables, Cilium propulse Kubernetes vers de nouveaux sommets en matière de gestion réseau, de sécurité et d'observabilité. Il est clair que l'avenir des environnements orientés microservices passe par des technologies innovantes comme Cilium, redéfinissant la manière dont nous construisons, sécurisons et surveillons nos applications.