Containerd【轻量级容器管理工具】

   日期:2024-12-27    作者:b520j1985 移动:http://mip.riyuangf.com/mobile/quote/59754.html

Containerd【轻量级容器管理工具】

Kubernetes v1.24 之前的版本直接集成了 Docker Engine 的一个组件,名为 dockershim [用于调用Docker]。 这种特殊的直接整合不再是 Kubernetes 的一部分 (这次删除被作为 v1.20 发行版本的一部分宣布)。 这意味Kubernetes从版本1.24开始就弃用Docker作为容器运行时,取而代之的是更加轻量级的Containerd。

containerd可用作 Linux 和 Windows 的守护进程。它管理其主机系统的完整容器生命周期,从图像传输和存储到容器执行和监督,再到低级存储到网络附件等等。

1、Containerd的由来

【Docker名噪一时,捐出runC】2013年docker公司在推出docker产品后,由于其对全球技术产生了一定的影响力,Google公司明显感觉到自己公司内部所使用的Brog系统江湖地位受到的威胁,希望Docker公司能够与自己联合打造一款开源的容器运行时作为Docker核心依赖,但Docker公司拒绝了;接着Google公司联合RedHat、IBM等公司说服Docker公司把其容器核心技术捐给OCI(Open Container Intiative,并更名为。

【CNCF成立,kubernetes被迫开源】为了进一步遏制Docker在未来技术市场影响力,避免在容器市场上Docker一家独大,Google公司带领RedHat、IBM等成立了CNCF(Cloud Native Computing Fundation)基金会,即云原生计算基金会。CNCF的目标很明确,既然在容器应用领域无法与Docker相抗衡,那就做Google更有经验的技术市场——大规模容器编排应用场景。Google公司把自己内部使用的Brog系统开源——Kubernetes,也就是我们今天所说的云原生技术生态。

【Docker妥协,贡献出Containerd】2016年Docker公司推出了Docker Swarm,意在一统Docker生态,让Docker既可以实现容器应用管理,也可以实现大规模容器编排,经过近1年左右时间的市场验证后,发现在容器编排方面无法独立抗衡kubernetes,所以Docker公司于2017年正式宣布原生支持Kubernetes。至此,Docker在大规模容器编排应用市场败下阵来,但是Docker依然不甘心失败,把Docker核心依赖Containerd捐给了CNCF,依此说明Docker依旧是一个PaaS平台。

【k8s宣布不支持Docker,Containerd成为CRI主角】2020年CNCF基金会宣布Kubernetes 1.20版本将不再仅支持Docker容器管理工具,此事的起因主要也与Docker捐给CNCF基金会的Containerd有关,早期为了实现Kubernetes能够使用Docker实现容器管理,专门在Kubernetes组件中集成一个技术,用来将Kubernetes 容器运行时接口(CRI,Container Runntime Interface)调用翻译成Docker的API,这样就可以很好地使用Docker了。但是随着Kubernetes在全球技术市场的广泛应用,有更多的容器管理工具的出现,它们都想能够借助于Kubernetes被用户所使用,所以就提出标准化容器运行时接口,只要适配了这个接口就可以集成到Kubernetes生态当中,所以Kubernetes取消了对shim的维护,并且由于Containerd技术的成功,可以实现无缝对接Kubernetes,所以接下来Kubernetes容器运行时的主角是Containerd。

2、Containerd概念

早在2016年3月,Docker 1.11的Docker Engine里就包含了containerd,而现在则是把containerd从Docker Engine里彻底剥离出来,作为一个独立的开源项目独立发展,目标是提供一个更加开放、稳定的容器运行基础设施。

和原先包含在Docker Engine里containerd相比,独立的containerd将具有更多的功能,可以涵盖整个容器运行时管理的所有需求。另外独立之后containerd的特性演进可以和Docker Engine分开,专注容器运行时管理,可以更稳定。

Containerd是一个工业标准的容器运行时,重点是它简洁,健壮,便携,在Linux和window上可以作为一个守护进程运行,它可以管理主机系统上容器的完整的生命周期:镜像传输和存储,容器的执行和监控,低级别的存储和网络。

每个containerd只负责一台机器,Pull镜像,对容器的操作(启动、停止等,网络,存储都是由containerd完成。具体运行容器由runC负责,实际上只要是符合OCI规范的容器都可以支持。

Containerd和docker不同,containerd重点是集成在大规模的系统中,例如kubernetes、Swarm、Mesos等【对于容器编排服务来说,运行时只需要使用containerd+runC,更加轻量,容易管理。】。Containerd 被设计成嵌入到一个更大的系统中,而不是直接由开发人员或终端用户使用

Containerd的特点

  • 简洁的基于 gRPC 的 API 和 client library。
  • 完整的 OCI 支持(runtime 和 image spec)。
  • 同时具备稳定性和高性能的定义良好的容器核心功能。
  • 一个解耦的系统(让 image、filesystem、runtime 解耦合),实现插件式的扩展和重用。

Containerd的作用

  • 管理容器的生命周期(从创建容器到销毁容器)。
  • 拉取/推送容器镜像。
  • 存储管理(管理镜像及容器数据的存储)。
  • 调用 runC 运行容器(与 runC 等容器运行时交互)。
  • 管理容器网络接口及网络。

使用 bucketbench 对 Docker、crio 和 Containerd 的性能测试结果,包括启动、停止和删除容器,以比较它们所耗的时间,可以发现Containerd 在各个方面都表现良好,总体性能优于 Docker 和 crio。

3、Containerd架构

Containerd 采用标准的 C/S 架构:服务端通过 GRPC 协议提供稳定的 API;客户端通过调用服务端的 API 进行高级的操作。

为了实现解耦,Containerd 将不同的职责划分给不同的组件,每个组件就相当于一个子系统(subsystem)。连接不同子系统的组件被称为模块。

Containerd 被分为三个大块: Storage 、 Metadata 和 Runtime。

Containerd 两大子系统为
Bundle : 在 Containerd 中,Bundle 包含了配置、元数据和根文件系统数据,你可以理解为 容器的文件系统。而 Bundle 子系统允许用户从镜像中提取和打包 Bundles。
Runtime : Runtime 子系统用来执行 Bundles,比如创建容器。其中,每一个子系统的行为都由一个或多个模块协作完成(架构图中的 Core 部分)。

4、几个概念区分

是一个高级容器运行时,又名容器管理器。简单来说,它是一个守护进程,在单个主机上管理完整的容器生命周期:创建、启动、停止容器、拉取和存储镜像、配置挂载、网络等。

是作为 containerd 项目的一部分提供的命令行客户端。该ctr界面 [显然] 与 Docker CLI不兼容,乍一看,可能看起来不太用户友好。因为它的主要受众是测试守护进程的容器开发人员。ctr + containerd比docker + dockerd更接近实际的容器。

是一个相对较新的containerd命令行客户端。与ctr不同,nerdctl的目标是用户友好和docker兼容。在某种程度上nerdctl + containerd可以无缝地替代docker + dockerd。

是一个命令行客户端,用于 [kubernetes] CRI兼容的容器运行时。引入 Kubernetes 容器运行时接口 (CRI)以使 Kubernetes 容器运行时不可知。Kubernetes节点代理kubelet实现了 CRI客户端 API,可以使用任何实现 CRI 服务器 API的容器运行时来管理其节点上的容器和 Pod。

containerd官网:https://containerd.io/

containerd官方安装步骤:https://github.com/containerd/containerd/blob/main/docs/getting-started.md

下载好相应的安装部署包【所有安装包都可在github上进行下载】如下

 

step1:安装containerd

 

将containerd服务设置卫开机启动,先配置为系统服务

 

内容如下

 

将containerd服务设置卫开机启动。

 

至此,containerd安装完成。

step2:安装runC

由于二进制包中提供的runC默认需要系统中安装seccomp支持,需要单独安装,且不同版本runC 对seccomp版本要求一致,所以建议单独下载runC二进制包进行安装,里面包含了seccomp模块支持。

 

step3:安装cni插件和cni工具包

 

完成。

ctr是作为 containerd 项目的一部分提供的命令行客户端。

该ctr界面 [显然] 与 Docker CLI不兼容,乍一看,可能看起来不太用户友好。显然,它的主要受众是测试守护进程的容器开发人员。但是,由于它最接近实际的 containerd API,因此它可以作为一种很好的探索手段——通过检查可用命令,可以大致了解 containerd可以做什么和不可以做什么。

 

1、Containerd镜像管理

 

2、Containerd容器管理

 

3、Containerd命名空间管理

containerd中namespace的作用为:隔离运行的容器,可以实现运行多个容器。

 

4、Containerd网络管理

默认Containerd管理的容器仅有lo网络,无法访问容器之外的网络,可以为其添加网络插件,使用容器可以连接外网,CNI(Container Network Interface

cni插件和cni工具包已经在前面第二章节已经部署完毕。

 
  • 下面先开始准备容器网络配置文件,用于为容器提供网关、IP地址等。
 
  • 生成cni网络
 
  • 创建容器
 
  • 验证容器网络与宿主机网络的互访功能
 

5、Containerd数据持久化

实现把宿主机目录挂载至Containerd容器中实现容器数据持久化存储

 

6、Docker集成Container容器管理

目前Containerd主要任务还在于解决容器运行时的问题,对于其周边生态还不完善,所以有时需要借助:Docker结合Containerd来实现Docker完整的功能应用。

Docker安装与使用教程:https://blog.csdn.net/qq_41822345/article/details/107123094

docker运行的容器默认在moby命名空间下。


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