容器技术的发展与基本原理

Docker还提供了容器存储和网络映射到宿主机的功能，大部分由containerd实现。应用的数据可以被保存在容器的私有文件系统里面，这部分数据会随着容器一起被删除。对需要数据持久化的有状态应用来说，可用数据卷Volume的方式导入宿主机上的文件目录到容器中，对该目录的所有写操作都将被保存到宿主机的文件系统中。Docker可以把容器内的网络映射到宿主机的网络上，并且可以连接外部网络。

CRI和CRI-O

Kubernetes是当今主流的容器编排平台，为了适应不同场景的需求，Kubernetes需要有使用不同容器运行时的能力。为此，Kubernetes从1.5版本开始，在kubelet中增加了一个容器运行时接口CRI(Container Runtime Interface)，需要接入Kubernetes的容器运行时必须实现CRI接口。由于kubelet的任务是管理本节点的工作负载，需要有镜像管理和运行容器的能力，因此只有高层容器运行时才适合接入CRI。CRI和容器运行时的关系如下图所示。

CRI和容器运行时之间需要有个接口层，通常称之为shim(垫片)，用以匹配相应的容器运行时。CRI接口由shim实现，定义如下，分为RuntimeService和ImageServiceManager(代码参见GitHub上kubernetes/cri-api的项目文件“pkg/apis/services.go”)：

// RuntimeService接口必须由容器运行时实现 // 以下方法必须是线程安全的 type RuntimeService interface { RuntimeVersioner ContainerManager PodSandboxManager ContainerStatsManager  // UpdateRuntimeConfig更新运行时配置 UpdateRuntimeConfig(runtimeConfig *runtimeapi.RuntimeConfig) error  // Status返回运行时的状态 Status() (*runtimeapi.RuntimeStatus, error) }  // ImageManagerService接口必须由容器管理器实现 // 以下方法必须是线程安全的 type ImageManagerService interface { // ListImages列出现有镜像 ListImages(filter *runtimeapi.ImageFilter) ([]*runtimeapi.Image, error)  // ImageStatus返回镜像状态 ImageStatus(image *runtimeapi.ImageSpec) (*runtimeapi.Image, error)  // PullImage用认证配置拉取镜像 PullImage(image *runtimeapi.ImageSpec, auth *runtimeapi.AuthConfig, podSandboxConfig *runtimeapi.PodSandboxConfig) (string, error)  // RemoveImage删除镜像 RemoveImage(image *runtimeapi.ImageSpec) error  // ImageFsInfo返回存储镜像的文件系统信息 ImageFsInfo() ([]*runtimeapi.FilesystemUsage, error) }  

Docker运行时被普遍使用，它的CRI shim被称为dockershim，内置在Kubernetes的kubelet中，由Kubernetes项目组开发和维护。其他运行时则需要提供外置的shim。containerd从1.1版本开始内置了CRI plugin，不再需要外置shim来转发请求，因此效率更高。在安装Docker的最新版本时，会自动安装containerd，所以在一些系统中，Docker和Kubernetes可以同时使用containerd来运行容器，但是二者的镜像用了命名空间隔离，彼此是独立的，即镜像不可以共用。因为Docker和containerd常常同时存在，因此在不需要使用Docker的系统中只安装containerd即可。

containerd最早是为Docker设计的代码，包含一些用户相关的功能。相比之下，CRI-O是替代Docker或者containerd的高效且轻量级的容器运行时方案，是CRI的一个实现，能够运行符合OCI规范的容器，所以被称为CRI-O。CRI-O是原生为生产系统运行容器设计的，有个简单的命令行工具供测试用，但并不能进行容器管理。CRI-O支持OCI的容器镜像格式，可以从容器镜像仓库中下载镜像。CRI-O支持runC和Kata Containers这两种低层容器运行时。

（编辑：应用网_阳江站长网）

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