5.2 kubernetes runtime部署及维护

2020-11-14 本文已影响0人一瓶多先生

kubernetes runtime一般是指容器生命周期的管理，早起kubelet在创建容器的时候直接调用docker daemon， docker daemon调用自己的libcontainer就可以把容器启动起来，但是随着后续rkt的加入出现了很多兼容性的问题， Container Runtime Interface(CRI)即程序运行时接口就这样出生了，后续接入的runtime按照CRI的接口实现就可以了，启动容器的过程中需要根据Open Container Initiative(OCI)即开放容器标准中的有关规定进行启动，目前比较稳定的还是Docker并且Dockershim 核心代码依然保留在 kubelet 内部是最稳定和特性支持最好的运行时

目前官方文档中支持的如下:

OCI

OCI的runtime spec标准中对于容器的状态描述，以及对于容器的创建、删除、查看等操作进行了定义。目前包括两个标准容器运行时标准和容器镜像标准，简单的来说就是创建镜像的标准和运行容器的标准，

容器镜像标准

文件系统: 以layer保存的文件系统,每个layer保存了和上层之间变化的部分,layer应该保存哪些文件,怎么表示增加、修改和删除的文件等

config文件: 保存了文件系统的层级信息(每个层级的hash值,以及历史信息)以及容器运行时需要的一些信息(比如环境变量、工作目录、命令参数、mount 列表)

manifest文件: 镜像的config文件索引,有哪些layer,额外的annotation信息,manifest文件中保存了很多和当前平台有关的信息

index文件: 可选的文件,指向不同平台的manifest文件,这个文件能保证一个镜像可以跨平台使用,每个平台拥有不同的manifest文件,使用index作为索引
容器运行时标准

ociVersion: OCI版本

id: 容器的ID,在宿主机唯一

status: 容器运行时状态,生命周期
- creating: 使用 create 命令创建容器,这个过程称为创建中,创建包括文件系统、namespaces、cgroups、用户权限在内的各项内容
- created: 容器创建出来,但是还没有运行,表示镜像和配置没有错误,容器能够运行在当前平台
- running: 容器的运行状态,里面的进程处于up状态,正在执行用户设定的任务
- stopped: 容器运行完成,或者运行出错或者stop命令之后，容器处于暂停状态,这个状态,容器还有很多信息保存在平台中,并没有完全被删除
pid: 容器进程在宿主机的进程ID

bundle: 容器文件目录,存放容器rootfs及相应配置的目录

annotations: 与容器相关的注释

CRI

容器运行时插件（Container Runtime Interface，简称 CRI）容器运行时接口，其中包括容器运行时和镜像的管理两个grpc接口， Kubelet 作为 CRI 的客户端，而容器运行时则需要实现 CRI 的服务端（即 gRPC server，通常称为 CRI shim）。容器运行时在启动 gRPC server 时需要监听在本地的 Unix Socket，具体请看下图：

简单的来说就是容器的编排API调用CRI， CRI调用OCI启动容器

02.使用docker作为k8s runtime 时的启动流程

当kubelet要创建一个容器时，需要以下几步：

Kubelet 通过 CRI 接口（gRPC）调用 dockershim，请求创建一个容器。CRI 即容器运行时接口（Container Runtime Interface），这一步中，Kubelet 可以视作一个简单的 CRI Client，而 dockershim 就是接收请求的 Server。目前 dockershim 的代码其实是内嵌在 Kubelet 中的，所以接收调用的凑巧就是 Kubelet 进程；
dockershim 收到请求后，转化成 Docker Daemon 能听懂的请求，发到 Docker Daemon 上请求创建一个容器。
Docker Daemon 请求 containerd 创建一个容器；
containerd 收到请求后，并不会自己直接去操作容器，而是创建一个叫做 containerd-shim 的进程，让 containerd-shim 去操作容器。这是因为容器进程需要一个父进程来做诸如收集状态，维持 stdin 等 fd 打开等工作。而假如这个父进程就是 containerd，那每次 containerd 挂掉或升级，整个宿主机上所有的容器都得退出了。而引入了 containerd-shim 就规避了这个问题（containerd 和 shim 并不是父子进程关系）；
containerd-shim 在这一步需要调用 runC 这个命令行工具，来启动容器；
runC 启动完容器后本身会直接退出，containerd-shim 则会成为容器进程的父进程，负责收集容器进程的状态，上报给 containerd，并在容器中 pid 为 1 的进程退出后接管容器中的子进程进行清理，确保不会出现僵尸进程。

03.Docker 安装

卸载旧版本docker

$ yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-selinux \
                  docker-engine-selinux \
                  docker-engine
$ rm -rf /var/lib/docker #删除旧版本数据

安装依赖包

$ yum install -y yum-utils \
  device-mapper-persistent-data \
  lvm2yum

添加源，使用了阿里云镜像

$ yum-config-manager \
    --add-repo \
    http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
$ yum makecache fast  #配置元数据缓存

安装最新稳定版docker

$ yum install -y docker-ce

04.配置docker使用flannel网络

修改docker的配置文件/usr/lib/systemd/system/docker.service，增加如下几条环境变量配置：

EnvironmentFile=-/run/docker_opts.env
EnvironmentFile=-/run/flannel/subnet.env

systemd 维护

$ systemctl daemon-reload
$ systemctl start docker #启动docker引擎
$ systemctl enable docker #设置开机启动

番外篇配置加速器

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"]
}
EOF

05.Q&A

Q:
没有配置flannel之前启动了docker，已经默认分配了网络， docker0使用bip分配的地址

"Default bridge (docker0) is assigned with an IP address 172.17.0.0/16. Daemon option --bip can be used to set a preferred IP address"

A:
查看/lib/systemd/system/docker.service文件发现启动命令没有调用/run/docker_opts.env中的${DOCKER_OPTS}, 需要将启动命令从
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
修改为
/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock  $DOCKER_OPTS

Q：
修改docker的默认网段

A：
编辑/etc/docker/daemon.json添加如下内容
{
 "bip": "172.26.0.1/16"
}
重启docker服务
systemctl restart docker.service

5.2 kubernetes runtime部署及维护

目录

01.介绍

OCI

CRI

02.使用docker作为k8s runtime 时的启动流程

03.Docker 安装

04.配置docker使用flannel网络

05.Q&A

参考

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