【云原生】第十三篇--容器管理工具 Containerd

已于 2023-04-02 11:45:59 修改
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分类专栏： 云原生 文章标签： 云原生 docker kubernetes
于 2023-03-31 17:17:29 首次发布
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本文详细介绍了Containerd，一个独立的容器运行时管理工具，其设计目标是为Kubernetes等系统提供稳定的基础。文章涵盖了Containerd的前世今生、架构、插件、安装方法，以及如何进行容器镜像管理和容器管理。此外，还讲解了如何使用私有镜像仓库Harbor、Namespace管理、网络管理和数据持久化存储。最后，讨论了Docker与Containerd的集成，以实现完整的容器管理功能。

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轻量级或工业级容器管理工具 Containerd

一、Containerd介绍

1.0 前言

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 对于容器编排服务来说，运行时只需要使用containerd+runC࿰

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定义：containerd 是一个高性能、模块化的容器运行时，广泛用于 Kubernetes 等容器编排平台，负责管理容器的完整生命周期。功能镜像管理（拉取、存储、导入导出）。容器和任务管理（创建、运行、停止）。快照和内容存储（文件系统和镜像层）。CRI（容器运行时接口）支持，与 Kubernetes 集成。特点模块化架构，通过插件扩展功能。支持 OCI（开放容器倡议）标准。默认使用 runc 作为底层运行时。定义runc。
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文章目录轻量容器管理工具 Containerd一、Containerd介绍1.0 前言1.1 Containerd前世今生1.2 Containerd架构1.2.1 架构图1.2.2 常用插件1.2.3 架构缩略图1.2.4 与其它容器运行时工具性能对比二、Containerd安装2.1 YUM方式安装2.1.1 获取YUM源2.1.2 使用yum命令安装2.1.3 验证安装及启动服务2.1.4 验证可用性2.2 二进制方式安装2.2.1 下载安装Containerd2.2.2 下载安装runc2.2.3
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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。显然，它的主要受众是测试守护进程的容器开发人员。Kubernetes集群里需要用到此包。
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dockerd是docker engine守护进程，dockerd启动时会启动containerd子进程，dockerd与containerd通过rpc进行通信 ctr是containerd的cli containerd通过shim操作runc，runc真正控制容器生命周期，启动一个容器就会启动一个shim进程 shim直接调用runc的包函数,shim与containerd之前通过rpc通信 真正用户想启动的进程由runc的init进程启动，即runc init [args ...] do...
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而对于类似 Docker 的 Limux 容器项目来说，只需要在每个子系统下面，为每个容器创建一个控制组(即创建一个新目录 )，在启动容器进程之后，将该进程的进程号填写到对应控制组的 tasks 文件中即可。UTS(UNIX Time-sharing System,UNIX分时系统)Namespace 提供主机名和域名的隔离，使子进程有独立的主机名和域名,这一特性在Docker 容器技术中被运用,使Docker 容器在网络上被视作一个独立的节点，而不仅仅是宿主机上的一个进程。
超越预期：Containerd 如何成为 Kubernetes 的首选容器运行时
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了解了 OCI 规范后，我们再来看看什么是低级和高级容器运行时的区别。了解这些区别有助于我们更好地理解容器运行时的选择和优化，确保在不同的应用场景中能够选择最合适的工具，从而提高系统性能和管理效率。containerd 作为一个轻量级、高性能和稳定的容器运行时，已经成为 Kubernetes 的首选。通过专注于核心功能和深度集成，containerd 为容器管理提供了高效的解决方案。
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