ontainerd容器工具教程

1、Containerd的由来

【Docker名噪一时，捐出runC】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OCI（Open Container Intiative），并更名为runC。

【CNCF成立，kubernetes被迫开源】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。

【Docker妥协，贡献出Containerd】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。

【k8s宣布不支持Docker，Containerd成为CRI主角】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。

2、Containerd概念

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。另外独立之后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。

Containerd是一个工业标准的容器运行时，重点是它简洁，健壮，便携，在Linux和window上可以作为一个守护进程运行，它可以管理主机系统上容器的完整的生命周期：镜像传输和存储，容器的执行和监控，低级别的存储和网络。

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。

Containerd和docker不同，containerd重点是集成在大规模的系统中，例如kubernetes、Swarm、Mesos等【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。】。Containerd 被设计成嵌入到一个更大的系统中，而不是直接由开发人员或终端用户使用。

Containerd的特点：

简洁的基于 gRPC 的 API 和 client library。

完整的 OCI 支持(runtime 和 image spec)。

同时具备稳定性和高性能的定义良好的容器核心功能。

一个解耦的系统(让 image、filesystem、runtime 解耦合)，实现插件式的扩展和重用。

Containerd的作用：

管理容器的生命周期(从创建容器到销毁容器)。

拉取/推送容器镜像。

存储管理(管理镜像及容器数据的存储)。

调用 runC 运行容器(与 runC 等容器运行时交互)。

管理容器网络接口及网络。

使用 bucketbench 对 Docker、crio 和 Containerd 的性能测试结果，包括启动、停止和删除容器，以比较它们所耗的时间，可以发现Containerd 在各个方面都表现良好，总体性能优于 Docker 和 crio。

3、Containerd架构

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

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）。

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_41822345/article/details/126677121

4. 安装

在阿里的docker-ce源包含containerd的安装包

sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

4.1 yum安装

yum install containerd.io

文件列表：

[root@test-k8s-master01 containerd]# rpm -ql containerd.io-1.6.24-3.1.el7.x86_64

/etc/containerd

/etc/containerd/config.toml

/usr/bin/containerd

/usr/bin/containerd-shim

/usr/bin/containerd-shim-runc-v1

/usr/bin/containerd-shim-runc-v2

/usr/bin/ctr

/usr/bin/runc

/usr/lib/systemd/system/containerd.service

/usr/share/doc/containerd.io-1.6.24

/usr/share/doc/containerd.io-1.6.24/README.md

/usr/share/licenses/containerd.io-1.6.24

/usr/share/licenses/containerd.io-1.6.24/LICENSE

/usr/share/man/man5/containerd-config.toml.5

/usr/share/man/man8/containerd-config.8

/usr/share/man/man8/containerd.8

/usr/share/man/man8/ctr.8

4.2 二进制文件安装：

https://www.jb51.net/article/252686.htm参考此文章

Containerd有两种安装包：

containerd-xxx：这种包用于单机测试没问题，不包含runC，需要提前安装。

cri-containerd-cni-xxxx：包含runc和k8s里的所需要的相关文件。k8s集群里需要用到此包。虽然包含runC，但是依赖系统中的seccomp（安全计算模式，是一种限制容器调用系统资源的模式。）

5.命令

5.1镜像命令

命名空间

新建

ctr ns create t1

查看

ctr ns ls

下载镜像（前缀主机与路径与后面标签都不能省） i 是images的缩写

ctr i pull docker.io/library/nginx:latest

ctr images pull docker.io/library/centos:centos7

ctr i pull --all-platforms docker.io/library/nginx:alpine

查看镜像

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr image ls

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr images ls

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr i ls

ctr -n=k8s.io i ls

ctr -n k8s.io i ls

命名空间一定写最前面，因为这个global optoin

挂载查看镜像内容

[root@test-k8s-master01 ~]# ctr i mount docker.io/library/nginx:alpine /mnt

sha256:cebf02a352841cea86bdd49159f44bd8128905c3967676be9763f3dca526122c

/mnt

[root@test-k8s-master01 ~]#

[root@test-k8s-master01 ~]# ls /mnt/

bin dev docker-entrypoint.d docker-entrypoint.sh etc home lib media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var

umount镜像

[root@test-k8s-master01 ~]# umount /mnt

导出镜像

[root@test-k8s-master01 ~]# ctr i export ng.img docker.io/library/nginx:alpine

[root@test-k8s-master01 ~]# ls ng.img

ng.img

[root@test-k8s-master01 ~]# ls -l ng.img

-rw-r--r-- 1 root root 17993728 Mar 1 14:57 ng.img

ctr i export --all-platforms ng02.img docker.io/library/nginx:alpine

导入镜像

[root@test-k8s-master01 ~]# ctr -n t1 i import ng02.img

unpacking docker.io/library/nginx:alpine (sha256:6a2f8b28e45c4adea04ec207a251fd4a2df03ddc930f782af51e315ebc76e9a9)...done

修改镜像tag

ctr -n t1 i tag docker.io/library/nginx:alpine harbor.wens.com.cn/library/nginx:alpine

删除镜像

ctr -n t1 i rm harbor.wens.com.cn/library/nginx:alpine

5.2容器命令

新建一个静态容器（没有马上运行进程）顺序不能变，最后是容器名字。 c 是containers的缩写

ctr c create docker.io/library/nginx:latest ng01

启运容器

ctr tasks start -d ng01

ctr t start -d ng01

如果是二进制安装没有装runC的话，启动报错。 yum安装一般不会。

查看容器

ctr c ls

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr c create docker.io/library/centos:centos7 centos7

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr c ls

CONTAINER IMAGE RUNTIME

centos7 docker.io/library/centos:centos7 io.containerd.runc.v2

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr task ls

TASK PID STATUS

5.3 进入容器

ctr task exec --exec-id 1 -t ng03 /bin/sh

5.4 直接运行一个动态容器

ctr run -d --net-host docker.io/library/nginx:latest ng03

-d 代表dameon，后台运行

--net-host

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr run -d docker.io/library/nginx:latest ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 44159 RUNNING

5.5 进入容器

ctr task exec --exec-id $RANDOM -t ng03 /bin/sh

5.6 暂停容器

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t pause ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]#

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 44159 PAUSED

5.7 恢复容器

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t resume ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 44159 RUNNING

5.8 停止容器

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t kill ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 44159 STOPPED

[root@test-k8s-master01 containerd]#

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 44159 STOPPED

5.8 删除容器任务

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr task rm ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

5.9 删除容器

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 69076 RUNNING

删除运行状态的容器会提示出错

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr c rm ng03

ERRO[0000] failed to delete container "ng03" error="cannot delete a non stopped container: {running 0 0001-01-01 00:00:00 +0000 UTC}"

ctr: cannot delete a non stopped container: {running 0 0001-01-01 00:00:00 +0000 UTC}

[root@test-k8s-master01 containerd]#

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t kill ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]#

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr t ls

TASK PID STATUS

ng03 69076 STOPPED

[root@test-k8s-master01 containerd]#

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr c rm ng03

[root@test-k8s-master01 containerd]#

[root@test-k8s-master01 containerd]# ctr c ls

CONTAINER IMAGE RUNTIME

ng01 docker.io/library/nginx:latest io.containerd.runc.v2

ng02 docker.io/library/nginx:latest io.containerd.runc.v2

[root@test-k8s-master01 containerd]#

6. Containerd使用私有容器镜像仓库Harbor

在配置文件设置

7. namespace

ctr ns create test.io

ctr namespace create kubemsb

ctr ns rm kubmsb (没有任务的相关数据才能删除)

指定ns创建

ctr -n kubembs images pull docker.io/library/nginx:alpine

指定ns查看

ctr -n default i ls

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