工业级容器运行时的最佳选择：Containerd 深度解析与企业级落地实践

🚀 工业级容器运行时的最佳选择：Containerd 深度解析与企业级落地实践

📌 作者：一位拥有10年一线架构经验的企业级系统技术专家
📎 所属行业：大型互联网平台架构部门
🏗️ 核心关键词：Containerd、Kubernetes、RunC、CRI、容器运行时、云原生架构

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🧭 引言

在当今微服务架构高度普及的背景下，容器运行时是云原生体系的基座，承载着整个应用生命周期的启动、暂停、恢复与终止。Containerd，作为 CNCF 毕业项目，是当前工业级容器运行时领域最典型、最稳定的解决方案，广泛集成于 Kubernetes、Docker 以及主流 PaaS 平台。

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🧱 一、Containerd 的前世今生

🔍 1.1 背景与定位

• Containerd 最初是 Docker 内部的核心组件，2017 年被官方捐献给 CNCF，独立成为开源项目
• 它 非面向终端用户，而是面向平台级系统，例如 Kubernetes / Swarm / Mesos
• 提供 gRPC 服务 API，负责单机容器启动、镜像管理、存储挂载等核心功能

📜 1.2 与 Docker 的分手：秘密的工业原力

随着 Google 将内部 Borg 系统开源为 Kubernetes，Docker 的 Docker Engine 无法相抗，终于开始分拆本地运行时和组织经济。Containerd 在这个后 Docker 时代被分离出来，与 Kubernetes 无缝集成，成为云原生下容器运行的“重兵”。

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🧬 二、Containerd 架构深切

📊 2.1 架构总览

Containerd 采用标准的 C/S 架构，通过 gRPC 提供精简的容器管理 API，下层调用 OCI 标准的容器运行实现（如 runC）。

• 使用 RunC 作为基础容器运行引擎，符合 OCI 规范
• 通过 插件机制动态加载 shim （如 containerd-shim-runc-v2）来调度容器生命周期
• 提供 CRI 接口 以符合 Kubernetes 的原生调用需求

📅 shim 的新规则：Containerd 1.6+ 已移除了专门的 shim 实体运行进程，转而采用“动态插件”方式来解耦容器进程和 containerd 主程序，更加轻量化和高性能化。

🔩 2.2 插件系统

插件类型	功能描述
Content Plugin	管理镜像内容，存储和索引
Snapshotter Plugin	文件系统快照，支持 overlayfs/btrfs
Metadata Plugin	镜像和容器元数据管理
Runtime Plugin	实现 OCI 容器启动
Metrics Plugin	跟踪指标数据，集成 Prometheus

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🛠️ 三、安装 Containerd ：集线和集成之级

✔️ 3.1 YUM 安装（推荐于生产环境）

yum -y install containerd.io
systemctl enable --now containerd

📂 3.2 二进制包安装（用于 Kubernetes 集群）

wget https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.6.0/cri-containerd-cni-1.6.0-linux-amd64.tar.gz
tar -xf cri-containerd-cni-1.6.0-linux-amd64.tar.gz
cp -r etc/* /etc/
cp -r usr/* /usr/
cp etc/systemd/system/containerd.service /usr/lib/systemd/system/
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
systemctl enable --now containerd

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📃 四、镜像管理：全生命周期操控

🔍 4.1 镜像操作

ctr images pull --platform linux/amd64 docker.io/library/nginx:alpine
ctr images ls
ctr images tag nginx:alpine nginx:latest
ctr images export nginx.img nginx:latest
ctr images import nginx.img

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🛠️ 五、容器管理：从 create 到 exec 全路托管

# 创建静态容器
ctr container create docker.io/library/nginx:alpine nginx1
# 启动容器进程
ctr task start -d nginx1
# 进入容器
ctr task exec --exec-id 1 -t nginx1 /bin/sh

支持操作：暂停/ 恢复/ 杀死/ 删除

ctr task pause nginx1
ctr task resume nginx1
ctr task kill nginx1
ctr task delete nginx1

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🏠 六、集成 Harbor 私有镜像仓库

echo "192.168.10.165 harbor.kubemsb.com" >> /etc/hosts

配置 /etc/containerd/config.toml：

[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."harbor.kubemsb.com"]
  endpoint = ["http://harbor.kubemsb.com"]

重启 containerd：

systemctl restart containerd

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📈 七、性能比较：尽显工业级性能

操作	Docker	CRI-O	Containerd
启动耗时	较长	中等	最佳
停止耗时	中等	最慢	快速
删除耗时	中等	最慢	快速

📊 Containerd 是现代性能、稳定和简洁化开发和运维的重要工具。

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🔮 八、与 Kubernetes 的无缝集成

Kubernetes 自 1.20 开始不再默认支持 Docker，Containerd 成为实际上云原生标准运行时。

集成方式：Kubelet + Containerd + RunC + CNI，相比 Docker 有更小的运行费和更高的性能。

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📌 总结：为什么企业必须选择 Containerd？

• ✅ CNCF 毕业项目，稳定可信
• ✅ 更轻量、更专注、更高性能
• ✅ 插件化架构，模块解耦更易定制
• ✅ 与 Kubernetes 原生适配
• ✅ 企业级镜像管理支持（Harbor、镜像加速器）

Containerd 已不仅仅是容器运行时的选择，更是云原生技术架构中不可或缺的“基建之基”。

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📚 参考链接与推荐阅读

• Containerd 官方文档
• CNCF Containerd 项目
• Kubernetes CRI 文档

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🧠 希望本文能帮助您在企业落地容器技术时，少走弯路！如需 Containerd + Kubernetes 高可用架构部署方案，欢迎留言交流！