containerd系列（一）：containerd 的介绍与安装

containerd系列（一）：containerd 的介绍与安装

标签（空格分隔）：containerd 系列

一：containerd 的介绍

1.1 containerd 介绍

1. 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。 2.containerd并不是直接面向最终用户的，而是主要用于集成到更上层的系统里，比如Swarm, Kubernetes, Mesos等容器编排系统。 3.containerd以Daemon的形式运行在系统上，通过暴露底层的gRPC API，上层系统可以通过这些API管理机器上的容器。 4.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。 5. 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。 5.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。

1.2 Containerd前世今生

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libcontainer捐给中立社区(OCI,Open Container Intiative)，并更名为runC。 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公司带领导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。 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。 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shim（垫片）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。

1.3 Containerd架构

Containerd设计的目的是为了嵌入到Kubernetes中使用，它是一个工业级的容器运行时，不提供给开发人员和终端用户直接使用，这样就避免了与Docker产生竞争，但事实上，Containerd已经实现大多数容器管理功能，例如：容器生命周期管理、容器镜像传输和管理、容器存储与网络管理等。

- 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 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）。每一种类型的模块都以插件的形式集成到 Containerd 中，而且插件之间是相互依赖的。 例如，上图中的每一个长虚线的方框都表示一种类型的插件，包括 Service Plugin、Metadata Plugin、GC Plugin、Runtime Plugin 等，其中 Service Plugin 又会依赖 Metadata Plugin、GC Plugin 和 Runtime Plugin。每一个小方框都表示一个细分的插件，例如 Metadata Plugin 依赖 Containers Plugin、Content Plugin 等。

1. 4 常用插件

- Content Plugin** : 提供对镜像中可寻址内容的访问，所有不可变的内容都被存储在这里。 - Snapshot Plugin** : 用来管理容器镜像的文件系统快照。镜像中的每一个 layer 都会被解压成文件系统快照，类似于 Docker 中的 `graphdriver`。 - Metrics** : 暴露各个组件的监控指标。

1.5 架构缩略图

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

二：containerd 的安装

2.1 yum 方式安装

获取阿里云YUM源 wget -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 查看YUM源中Containerd软件 # yum list | grep containerd containerd.io.x86_64 1.4.12-3.1.el7 docker-ce-stable 下载安装： yum install -y containerd.io

使用rpm -qa命令查看是否安装 # rpm -qa | grep containerd containerd.io-1.6.4-3.1.el7.x86_64 设置containerd服务启动及开机自启动 systemctl enable containerd systemctl start containerd systemctl status containerd

2.2 containerd 的验证

安装Containerd时ctr命令亦可使用，ctr命令主要用于管理容器及容器镜像等。 使用ctr命令查看Containerd客户端及服务端相关信息。 # ctr version Client: Version: v1.6.4 Revision: 212e8b6fa2f44b9c21b2798135fc6fb7c53efc16 Go version: go1.17.9 Server: Version: v1.6.4 Revision: 212e8b6fa2f44b9c21b2798135fc6fb7c53efc16 UUID: 856e493a-bc9e-4b8a-8398-c8bce32ebd4d # runc -version runc version 1.1.1 commit: v1.1.1-0-g52de29d spec: 1.0.2-dev go: go1.17.9 libseccomp: 2.3.1

三：使用二进制部署containerd

3.1 containerd 的二进制包下载

https://github.com/containerd/containerd/releases/tag/v1.6.5 wget containerd mv cri-containerd-cni-1.6.5-linux-amd64.tar.gz containerd/ cd containerd tar -zxvf cri-containerd-cni-1.6.5-linux-amd64.tar.gz

cp -p /root/containerd/usr/local/bin/* /usr/local/bin/ cp -p /root/containerd/etc/systemd/system/containerd.service /usr/lib/systemd/system/containerd.service chmod +x /usr/lib/systemd/system/containerd.service

3.2 生成containerd 的配置文件

Containerd 的默认配置文件为 `/etc/containerd/config.toml`，可以使用`containerd config default > /etc/containerd/config.toml`命令创建一份模块配置文件 mkdir -p /etc/containerd/ 生成配置文件 containerd config default > /etc/containerd/config.toml mv /etc/containerd/config.toml /etc/containerd/config.toml.bak vim /etc/containerd/config.toml ---- root = "/var/lib/containerd" state = "/run/containerd" oom_score = -999 [grpc] address = "/run/containerd/containerd.sock" uid = 0 gid = 0 max_recv_message_size = 16777216 max_send_message_size = 16777216 [debug] address = "" uid = 0 gid = 0 level = "" [metrics] address = "" grpc_histogram = false [cgroup] path = "" [plugins] [plugins.cgroups] no_prometheus = false [plugins.cri] stream_server_address = "127.0.0.1" stream_server_port = "0" enable_selinux = false sandbox_image = "easzlab/pause-amd64:3.2" stats_collect_period = 10 systemd_cgroup = false enable_tls_streaming = false max_container_log_line_size = 16384 [plugins.cri.containerd] snapshotter = "overlayfs" no_pivot = false [plugins.cri.containerd.default_runtime] runtime_type = "io.containerd.runtime.v1.linux" runtime_engine = "" runtime_root = "" [plugins.cri.containerd.untrusted_workload_runtime] runtime_type = "" runtime_engine = "" runtime_root = "" [plugins.cri.cni] bin_dir = "/opt/kube/bin" conf_dir = "/etc/cni/net.d" conf_template = "/etc/cni/net.d/10-default.conf" [plugins.cri.registry] [plugins.cri.registry.mirrors] [plugins.cri.registry.mirrors."docker.io"] endpoint = [ "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn", "http://hub-mirror.c.163.com" ] [plugins.cri.registry.mirrors."gcr.io"] endpoint = [ "https://gcr.mirrors.ustc.edu.cn" ] [plugins.cri.registry.mirrors."k8s.gcr.io"] endpoint = [ "https://gcr.mirrors.ustc.edu.cn/google-containers/" ] [plugins.cri.registry.mirrors."quay.io"] endpoint = [ "https://quay.mirrors.ustc.edu.cn" ] [plugins.cri.registry.mirrors."harbor.kubemsb.com"] 此处添加了本地容器镜像仓库 Harbor,做为本地容器镜像仓库。 endpoint = [ "http://harbor.kubemsb.com" ] [plugins.cri.x509_key_pair_streaming] tls_cert_file = "" tls_key_file = "" [plugins.diff-service] default = ["walking"] [plugins.linux] shim = "containerd-shim" runtime = "runc" runtime_root = "" no_shim = false shim_debug = false [plugins.opt] path = "/opt/containerd" [plugins.restart] interval = "10s" [plugins.scheduler] pause_threshold = 0.02 deletion_threshold = 0 mutation_threshold = 100 schedule_delay = "0s" startup_delay = "100ms" ----

3.3 设置containerd 开机启动

# systemctl enable containerd Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/containerd.service to /usr/lib/systemd/system/containerd.service. # systemctl start containerd # systemctl status containerd

#ctr version Client: Version: v1.6.5 Revision: 96df0994faabc1944fc614e52b0b3c6feb609a57 Go version: go1.17.11 Server: Version: v1.6.5 Revision: 96df0994faabc1944fc614e52b0b3c6feb609a57 UUID: 7c5a15bb-73ff-44f8-9e0d-6b0bd492a8aa

3.4 runc 的配置

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。 下载runc wget https://github.com/opencontainers/runc/releases/download/v1.1.2/runc.amd64 mv runc.amd64 /usr/sbin/runc 为runC添加可执行权限 # chmod +x /usr/sbin/runc # runc -version

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