Guide du développement d'applications natives dans le nuage 2025

Le développement d'applications cloud-natives est devenu la pierre angulaire de l'ingénierie logicielle moderne, stimulant l'innovation et l'efficacité dans l'industrie technologique. Ce guide se penche sur les éléments essentiels du développement cloud-natif, en mettant en évidence les concepts clés, les avantages, les meilleures pratiques et les tendances émergentes à l'horizon 2025.

Qu'est-ce que le développement d'applications natives dans le nuage ?

Le développement d'applications natives du cloud implique la création et le déploiement d'applications spécialement conçues pour exploiter tout le potentiel des environnements informatiques en nuage. Ces applications sont généralement conçues à l'aide d'une architecture de microservices, de la conteneurisation et de pratiques d'intégration continue/de livraison continue (CI/CD), garantissant ainsi l'évolutivité, la résilience et l'agilité.

Concepts clés du développement cloud natif

1. Architecture des microservices

• L'architecture microservices divise une application en petits services indépendants qui communiquent par le biais d'API. Cette approche renforce la modularité et permet aux équipes de développer, de déployer et de faire évoluer chaque service de manière indépendante.

2. Conteneurisation

• La conteneurisation permet de regrouper une application et ses dépendances dans un conteneur, ce qui garantit la cohérence entre différents environnements. Docker est une plateforme de conteneurisation populaire, qui permet aux développeurs de créer des conteneurs légers et portables.

3. L'orchestration

• Les outils d'orchestration tels que Kubernetes automatisent le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées. Kubernetes gère les cycles de vie des conteneurs, garantissant une utilisation optimale des ressources et une tolérance aux pannes.

4. Pipelines CI/CD

• Les pipelines CI/CD automatisent le processus d'intégration des modifications de code, d'exécution des tests et de déploiement des applications. Des outils tels que Jenkins, GitLab CI et CircleCI facilitent l'intégration et la livraison continues, réduisant ainsi les délais de commercialisation et améliorant la qualité des logiciels.

5. Maille de service

• Un maillage de services, tel que Istio ou Linkerd, fournit une couche d'infrastructure dédiée à la gestion de la communication entre services. Il gère des tâches telles que l'équilibrage des charges, la découverte des services et la sécurité, ce qui simplifie la gestion des microservices.

Avantages du développement natif dans les nuages

1. L'évolutivité

• Les applications natives de l'informatique en nuage peuvent évoluer horizontalement, en s'adaptant à une charge accrue par l'ajout d'instances supplémentaires d'un service. Cette évolutivité est essentielle pour gérer des charges de travail variables et garantir une haute disponibilité.

2. La résilience

• L'architecture microservices et la conteneurisation améliorent la résilience en isolant les défaillances. Si un service tombe en panne, cela n'a pas d'incidence sur l'ensemble de l'application, ce qui permet une dégradation progressive et une reprise plus facile.

3. L'agilité

• Le développement natif dans le nuage permet une itération et un déploiement rapides. Les équipes peuvent publier de nouvelles fonctionnalités et des mises à jour fréquemment, en répondant rapidement aux demandes du marché et aux commentaires des utilisateurs.

4. Efficacité des coûts

• En exploitant les ressources du nuage et les capacités d'autoscaling, les applications natives du nuage peuvent optimiser l'utilisation des ressources et réduire les coûts. Les modèles de tarification "pay-as-you-go" permettent aux entreprises de ne payer que pour les ressources qu'elles utilisent.

5. La portabilité

• Les conteneurs garantissent que les applications fonctionnent de manière cohérente dans différents environnements, du développement à la production. Cette portabilité simplifie le déploiement et réduit le risque de problèmes spécifiques à l'environnement.

Qu'est-ce que la CNCF ?

La Cloud Native Computing Foundation (CNCF) est une fondation de logiciels open source visant à rendre l'informatique en nuage universelle et durable. Elle a été créée en 2015 par la Fondation Linux pour soutenir la croissance et l'évolution des technologies natives du cloud, qui comprennent l'utilisation de conteneurs, l'architecture microservices et l'orchestration dynamique.

Objectifs et fonctions clés de la CNCF :

1. Accueillir des projets critiques : La CNCF héberge certains des projets les plus importants de l'écosystème cloud native, notamment Kubernetes, Prometheus, Envoy et d'autres. Ces projets sont conçus pour faciliter le développement et le déploiement d'applications natives du cloud.
2. Normes et bonnes pratiques : La fondation travaille au développement et à la promotion des meilleures pratiques et des normes pour les technologies "cloud native". Cela permet de s'assurer que ces technologies sont interopérables et qu'elles peuvent fonctionner ensemble de manière transparente.
3. Construction de communautés et d'écosystèmes : La CNCF encourage une communauté large et active de développeurs, d'utilisateurs et de vendeurs. Cette communauté collabore au développement de technologies "cloud native", fournit des informations en retour et partage ses connaissances.
4. Certification et formation : La fondation propose des programmes de certification, tels que Certified Kubernetes Administrator (CKA) et Certified Kubernetes Application Developer (CKAD), qui aident les individus à démontrer leur expertise dans les technologies cloud native. Elle fournit également diverses formations et ressources éducatives.
5. Conférences et événements : La CNCF organise des événements tels que KubeCon + CloudNativeCon, qui comptent parmi les plus grands rassemblements de praticiens de la technologie cloud native. Ces événements offrent des opportunités de réseautage, d'apprentissage et de collaboration.

Projets hébergés par la CNCF :

• Kubernetes: Une plateforme open-source pour automatiser le déploiement, la mise à l'échelle et les opérations des conteneurs d'applications.
• Prométhée: Une boîte à outils de surveillance et d'alerte conçue spécifiquement pour la fiabilité.
• Envoyé: Un proxy de service et de périphérie open-source conçu pour les applications cloud-natives.
• Containerd: Un moteur d'exécution de conteneur central standardisé.
• Tige: Un gestionnaire de paquets pour Kubernetes.

Avantages de l'adhésion au CNCF :

Les organisations qui deviennent membres de la CNCF bénéficient de :

• Influence sur l'orientation des technologies "cloud native".
• Accès aux derniers développements et innovations dans l'espace "cloud native".
• Possibilités de mise en réseau avec d'autres entreprises de premier plan dans le secteur.
• Une crédibilité et une reconnaissance accrues au sein de la communauté des "cloud natives".

Quels sont les facteurs de la méthodologie de développement d'applications natives dans le nuage ?

La méthodologie Factor est un ensemble de principes et de bonnes pratiques conçus pour aider les développeurs à créer des applications cloud-natives robustes et évolutives. Définie à l'origine par Heroku, cette méthodologie fournit des lignes directrices pour la construction d'applications sles applications SaaS (Software-as-a-Service) qui sont portables, résilients et qui peuvent s'étendre ou se réduire rapidement. Chacun des douze facteurs se concentre sur un aspect spécifique de la gestion de l'information. développement d'applicationsLes applications doivent être optimisées pour les environnements en nuage.

Les facteurs expliqués

1. Base de code (une base de code suivie dans le contrôle de révision, plusieurs déploiements)

• • Maintenir une seule base de code par application, suivie dans un système de contrôle de version tel que Git. Plusieurs déploiements (par exemple, staging, production) peuvent être dérivés de cette base de code unique.

2. Dépendances (déclarer et isoler explicitement les dépendances)

• • Déclarez toutes les dépendances explicitement, en utilisant un outil de gestion des dépendances (comme Maven pour Java, npm pour Node.js) et isolez ces dépendances pour éviter les conflits.

3. Config (stocker la configuration dans l'environnement)

• • Stocker les paramètres de configuration dans l'environnement plutôt que dans le code. Il s'agit notamment des paramètres de la base de données, des clés API et d'autres informations d'identification, généralement gérées par des variables d'environnement.

4. Services d'appui (Traiter les services d'appui comme des ressources attachées)

• • Traiter les services de soutien (bases de données, files d'attente de messages, caches, etc.) comme des ressources qui peuvent être attachées et détachées. L'application ne doit pas faire de distinction entre les services locaux et les services tiers.

5. Build, Release, Run (étapes de construction et d'exécution strictement séparées)

• • Maintenez une séparation stricte entre les étapes de construction, de publication et d'exécution. Utilisez des outils comme Docker pour gérer ces étapes et garantir la cohérence entre les différents environnements.

6. Processus (Exécuter l'application comme un ou plusieurs processus sans état)

• • Concevoir les applications pour qu'elles s'exécutent comme un ou plusieurs processus sans état. Toute donnée persistante doit être stockée dans un service de sauvegarde avec état (comme une base de données).

7. Port Binding (Exportation de services via le port binding)

• • L'application doit être autonome et doit exposer les services par le biais d'une liaison de port. Cela permet à l'application d'être exécutée comme un service autonome sans dépendre de serveurs web externes.

8. Concurrence (mise à l'échelle via le modèle de processus)

• • Faire évoluer l'application en exécutant plusieurs instances de processus sans état. Utiliser un modèle de processus (par exemple, des processus de travailleur, des processus web) pour gérer la concurrence.

9. Disponibilité (maximiser la robustesse avec un démarrage rapide et un arrêt progressif)

• • Concevoir des applications pour un démarrage rapide et un arrêt en douceur afin d'améliorer la robustesse. Cela permet de gérer les variations de la demande et de faciliter les déploiements sans temps d'arrêt.

10. Parité Dev/Prod (faire en sorte que le développement, la mise en scène et la production soient aussi similaires que possible)

• • Veillez à ce que les environnements de développement, d'essai et de production soient aussi similaires que possible. Cela réduit le risque de divergences et garantit un comportement cohérent entre les environnements.

11. Journaux (traiter les journaux comme des flux d'événements)

• • Traiter les journaux comme des flux d'événements et les gérer en dehors de l'application. Cela peut être réalisé en dirigeant les journaux vers stdout/stderr et en utilisant des outils pour agréger, stocker et analyser ces journaux.

12. Processus d'administration (exécution de tâches d'administration/de gestion en tant que processus ponctuels)

• • Exécuter des tâches d'administration ou de gestion en tant que processus ponctuels. Cela comprend les migrations de bases de données, les tâches de la console et d'autres commandes administratives.

Avantages de la méthodologie des facteurs

• Portabilité: Les applications peuvent être facilement déplacées dans différents environnements (par exemple, du développement local aux plateformes en nuage) sans modifications.
• Évolutivité: La nature sans état des processus et la séparation claire des préoccupations permettent une mise à l'échelle aisée.
• Maintenabilité: Des lignes directrices claires et la séparation des préoccupations facilitent la maintenance et l'amélioration de la base de code.
• La résilience: Une bonne gestion de la configuration, des dépendances et des processus sans état améliore la capacité de l'application à gérer les défaillances avec élégance.

Quels sont les défis posés par le développement d'applications natives dans le nuage ?

Le développement d'applications natives dans le nuage offre de nombreux avantages, mais il présente également plusieurs défis. Ces défis découlent de la complexité des systèmes distribués, de la nécessité d'acquérir de nouvelles compétences et de la nature dynamique des environnements en nuage. Voici quelques-uns des principaux défis auxquels sont confrontés les développeurs et les organisations dans le cadre du développement d'applications natives de l'informatique en nuage :

1. Complexité de l'architecture microservices

L'architecture microservices, un élément central du développement "cloud native", consiste à décomposer les applications en services plus petits et indépendants. Cela accroît la complexité de plusieurs façons :

• Coordination des services: La gestion de la communication et de la coordination entre les services peut s'avérer difficile. Les services doivent gérer la communication inter-services, la cohérence des données et la gestion des transactions.
• Déploiement et gestion: L'orchestration du déploiement et de la gestion de nombreux microservices, en particulier dans différents environnements, peut être complexe et nécessiter des outils sophistiqués comme Kubernetesability et Monitoring** Le monitoring des applications cloud natives nécessite des outils et des techniques plus avancés par rapport aux applications monolithiques :
• Traçage distribué: Comprendre le flux des requêtes à travers plusieurs services nécessite des outils de traçage distribués tels que Jaeger ou Zipkin.
• Journalisation et mesures: L'agrégation des logs et des métriques provenant de multiples services et composants d'infrastructure nécessite des solutions robustes telles que Prometheus et la pile ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana) .

2. **Les environnements natifs de Secud posent de nouveaux défis en matière de sécurité :

• Sécurité des conteneurs: Les conteneurs doivent être sécurisés tout au long de leur cycle de vie, de la création de l'image au déploiement. Des outils comme Docker Bench for Security et les politiques de sécurité de Kubernetes peuvent aider.
• Gestion de la configuration: La gestion des informations sensibles et de la configuration en toute sécurité à l'aide de variables d'environnement ou d'outils de gestion des secrets tels que HashiCorp Vault est essentielle.
• Modèle de confiance zéro: La mise en œuvre d'un modèle de sécurité à confiance zéro, dans lequel chaque composant doit authentifier et autoriser chaque demande, ajoute de la complexité mais est nécessaire pour la sécurité.

3. **L'environnement natif est plus complexe que dans les architectures traditionnelles :

• Découverte de services: S'assurer que les services peuvent se trouver dynamiquement et communiquer entre eux nécessite des mécanismes de découverte de services comme Consul ou des services Kubernetes intégrés.
• Latence et fiabilité: La gestion de la latence et la garantie d'une communication fiable entre les services, en particulier lorsque les services sont distribués dans différentes régions ou chez différents fournisseurs de services en nuage, peuvent constituer un défi.

4. Gestion des données

La gestion des données dans un caillot implique de s'occuper de.. :

• Services avec ou sans état: La conception de services sans état, dans la mesure du possible, simplifie la mise à l'échelle, mais la gestion de l'état (par exemple, les bases de données, les sessions d'utilisateurs) ajoute à la complexité.
• Cohérence des données: Il peut être difficile d'assurer la cohérence des données dans les systèmes distribués. Des techniques telles que la cohérence éventuelle et les transactions distribuées sont souvent nécessaires.

5. Lacunes en matière de compétences et courbe d'apprentissage

Le passage à l'informatique dématérialisée nécessite de nouvelles compétences :

• Pratiques DevOps: Les développeurs et les équipes d'exploitation doivent adopter les pratiques et les outils DevOps, ce qui peut constituer un changement culturel important.
• Conteneurisation et orchestration: L'apprentissage des technologies de conteneurs (par exemple, Docker) et des plateformes d'orchestration (par exemple, Kubernetes) nécessite beaucoup de temps et d'efforts.
• Pipelines CI/CD: La mise en place et la gestion de pipelines d'intégration et de déploiement continus peuvent être complexes, mais sont essentielles pour le développement natif du cloud .

6. Gestion des coûts

Les applications natives du cloud peuvent entraîner des coûts imprévisibles : Gérer efficacement l'utilisation des ressources pour éviter les dépenses excessives tout en garantissant les performances et l'évolutivité peut s'avérer difficile.

• Coûts d'outillage: L'utilisation de divers outils de surveillance, de sécurité et d'orchestration peut s'avérer coûteuse. Les organisations doivent trouver un équilibre entre les avantages de ces outils et leurs coûts.

7. Verrouillage des vendeurs

La dépendance à l'égard de fournisseurs ou d'outils spécifiques pour l'informatique en nuage peut conduire à un verrouillage des fournisseurs :

• **Pour que les applications et les services puissent être transférés d'un fournisseur à l'autre, il faut une planification minutieuse et souvent l'utilisation d'outils adaptés à l'informatique en nuage.
• Services propriétaires: L'utilisation de services propriétaires d'un fournisseur de services en nuage peut simplifier le développement, mais il est difficile et coûteux de changer de fournisseur.

Quelles sont les meilleures pratiques pour le développement Cloud Native ?

1. Adopter une culture DevOps

Adopter une culture DevOps pour favoriser la collaboration entre les équipes de développement et d'exploitation. Les pratiques DevOps, notamment CI/CD, les tests automatisés et l'infrastructure en tant que code (IaC), rationalisent les processus de développement et de déploiement.

2. Conception en vue d'une défaillance

Concevoir les applications en tenant compte des défaillances. Mettez en œuvre des tentatives, des disjoncteurs et des mécanismes de repli pour gérer les défaillances transitoires avec élégance. Utilisez des pratiques d'ingénierie du chaos pour tester la résilience de vos systèmes.

3. Exploiter les services en nuage

Utiliser des services cloud gérés pour se décharger des charges opérationnelles. Des services comme AWS Lambda, Google Cloud Functions et Azure Functions offrent des capacités d'informatique sans serveur, ce qui permet aux développeurs de se concentrer sur le code plutôt que sur la gestion de l'infrastructure.

4. Mise en œuvre de l'observabilité

Assurez une observabilité complète en mettant en œuvre la journalisation, la surveillance et le traçage. Des outils tels que Prometheus, Grafana et ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) fournissent des informations sur les performances des applications et aident à identifier les problèmes.

5. Sécurité dès la conception

Intégrer la sécurité à chaque étape du cycle de développement. Utilisez des outils comme Aqua Security et Snyk pour rechercher les vulnérabilités dans les conteneurs et les dépendances. Mettez en place un contrôle d'accès basé sur les rôles (RBAC) et un chiffrement pour protéger les données sensibles.

Tendances émergentes en matière de développement natif dans le nuage pour 2025

1. L'informatique sans serveur

L'informatique sans serveur gagne du terrain car elle fait abstraction de la gestion de l'infrastructure, ce qui permet aux développeurs de se concentrer uniquement sur le code. Les plateformes sans serveur s'adaptent automatiquement et gèrent l'exécution, réduisant ainsi la complexité opérationnelle.

2. Informatique en périphérie

L'informatique en périphérie rapproche les calculs des sources de données, ce qui permet de réduire la latence et d'améliorer les performances. Les applications natives du cloud intègrent de plus en plus l'informatique en périphérie pour traiter les données et les analyses en temps réel.

3. Intégration de l'IA et de l'apprentissage automatique

L'intégration de l'IA et de l'apprentissage automatique dans les applications natives du cloud est de plus en plus répandue. Les fournisseurs de cloud proposent des services tels que AWS SageMaker, Google AI Platform et Azure Machine Learning, qui simplifient le déploiement de modèles d'IA.

4. Stratégies hybrides et multi-cloud

Les organisations adoptent des stratégies hybrides et multi-cloud pour éviter le verrouillage des fournisseurs et améliorer la résilience. Des outils comme Kubernetes facilitent le déploiement et la gestion transparents des applications dans plusieurs environnements cloud.

5. Sécurité zéro confiance

Des modèles de sécurité "zéro confiance" sont adoptés pour améliorer la sécurité "cloud native". Cette approche part du principe que les menaces peuvent être internes ou externes et impose une vérification stricte pour chaque demande, quelle qu'en soit l'origine.

Conclusion

Le développement d'applications natives dans le nuage révolutionne l'industrie du logiciel en offrant une évolutivité, une résilience et une agilité inégalées. En adoptant des concepts clés tels que les microservices, la conteneurisation et CI/CD, et en adhérant aux meilleures pratiques, les organisations peuvent exploiter tout le potentiel des technologies natives du cloud. En restant à l'affût des tendances émergentes telles que l'informatique sans serveur, l'edge computing et l'intégration de l'IA, les entreprises resteront compétitives dans le paysage numérique de 2025, qui évolue rapidement. Pour en savoir plus, connectez-vous à Carmatec.

Questions fréquemment posées

1. Qu'est-ce que le développement d'applications natives dans le nuage ?

Le développement d'applications natives dans le nuage fait référence à la conception, à l'élaboration et à l'exécution d'applications pour exploiter pleinement les avantages de l'informatique en nuage. Cela implique l'utilisation de technologies telles que les conteneurs, l'architecture microservices, l'orchestration dynamique et la livraison continue. L'objectif est de créer des applications évolutives, résilientes et gérables qui peuvent être facilement déployées et mises à jour dans des environnements en nuage.

2. Quels sont les principes fondamentaux du développement d'applications natives du cloud ?

• Architecture des microservices: Décomposition des applications en services plus petits et indépendants.
• Conteneurs: Utiliser la conteneurisation (par exemple, Docker) pour empaqueter et déployer des applications de manière cohérente.
• Orchestration dynamique: Employer des outils d'orchestration comme Kubernetes pour gérer les applications conteneurisées.
• DevOps et CI/CD: Intégration des pratiques d'intégration continue et de livraison/déploiement continus afin d'automatiser le processus de mise à disposition des logiciels.
• Infrastructure immuable: Veiller à ce que l'infrastructure soit reproductible de manière cohérente et que tout changement implique un redéploiement à partir de configurations contrôlées par version.

3. Quels sont les avantages de l'utilisation de pratiques de développement "cloud native" ?

• Évolutivité: Les applications peuvent facilement évoluer horizontalement en ajoutant des instances supplémentaires.
• La résilience: Améliorer la tolérance aux pannes grâce aux microservices et à la redondance.
• Agilité: Accélérer les cycles de développement et de déploiement grâce aux pipelines CI/CD.
• Portabilité: Exécuter des applications de manière cohérente dans différents environnements en nuage.
• Efficacité: Optimiser l'utilisation des ressources et réduire les coûts grâce à la conteneurisation et à l'orchestration.

4. Quels sont les défis associés au développement d'applications natives du cloud ?

• Complexité: La gestion d'un grand nombre de microservices et de leurs interactions peut s'avérer complexe.
• Sécurité: Garantir la sécurité à chaque niveau, des conteneurs aux outils d'orchestration, nécessite des pratiques solides.
• Observabilité: Mise en œuvre d'une surveillance, d'une journalisation et d'un traçage efficaces dans les systèmes distribués.
• Lacunes en matière de compétences: Les développeurs doivent avoir des connaissances en DevOps, en conteneurisation et en plateformes cloud.
• Gestion des coûts: Surveillance et contrôle de l'utilisation des ressources en nuage afin d'éviter les coûts imprévus.

5. Quels sont les outils couramment utilisés pour le développement d'applications natives du cloud ?

• Kubernetes: Pour l'orchestration et la gestion des conteneurs.
• Docker: Pour la conteneurisation des applications.
• Tige: Un gestionnaire de paquets pour les applications Kubernetes.
• Prométhée et Grafana: Pour la surveillance et la visualisation.
• Jenkins, Travis CI, et CircleCI: Pour l'intégration continue et la livraison continue.
• Istio: Pour le maillage des services et la gestion de la communication des microservices.
• Terraform et Ansible: Pour l'infrastructure en tant que code et la gestion de la configuration.