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张乾
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专栏/Kubernetes从上手到实践/18庖丁解牛：ContainerRuntime（Docker）.md
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专栏/Kubernetes从上手到实践/18庖丁解牛：ContainerRuntime（Docker）.md
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@ -0,0 +1,161 @@
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因收到Google相关通知，网站将会择期关闭。相关通知内容
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18 庖丁解牛：Container Runtime （Docker）
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整体概览
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我们在第 3 节的时候，提到过 Container Runtime 的概念，也大致介绍过它的主要作用在于下载镜像，运行容器等。
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经过我们前面的学习，kube-scheduler 决定了 Pod 将被调度到哪个 Node 上，而 kubelet 则负责 Pod 在此 Node 上可按预期工作。如果没有 Container Runtime，那 Pod 中的 container 在该 Node 上也便无法正常启动运行了。
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本节中，我们以当前最为通用的 Container Runtime Docker 为例进行介绍。
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Container Runtime 是什么
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Container Runtime 我们通常叫它容器运行时，而这一概念的产生也是由于容器化技术和 K8S 的大力发展，为了统一工业标准，也为了避免 K8S 绑定于特定的容器运行时，所以便成立了 Open Container Initiative (OCI) 组织，致力于将容器运行时标准化和容器镜像标准化。
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凡是遵守此标准的实现，均可由标准格式的镜像启动相应的容器，并完成一些特定的操作。
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Docker 是什么
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Docker 是一个容器管理平台，它最初是被设计用于快速创建，发布和运行容器的工具，不过随着它的发展，其中集成了越来越多的功能。
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Docker 也可以说是一个包含标准容器运行时的工具集，当前版本中默认的 runtime 称之为 runc。 关于 runc 相关的一些内容可参考我之前的一篇文章。
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当然，这里提到了 默认的运行时 那也就意味着它可支持其他的运行时实现。
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CRI 是什么
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说到这里，我们就会发现，K8S 作为目前云原生技术体系中最重要的一环，为了让它更有扩展性，当然也不会将自己完全局限于某一种特定的容器运行时。
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自 K8S 1.5 （2016 年 11 月）开始，新增了一个容器运行时的插件 API，并称之为 CRI （Container Runtime Interface），通过 CRI 可以支持 kubelet 使用不同的容器运行时，而不需要重新编译。
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CRI 主要是基于 gRPC 实现了 RuntimeService 和 ImageService 这两个服务，可以参考 pkg/kubelet/apis/cri/runtime/v1alpha2/api.proto 中的 API 定义。由于本节侧重于 Container Runtime/Docker 这里就不对 CRI 的具体实现进行展开了。
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只要继续将 kubelet 当作 agent 的角色，而它与基于 CRI 实现的 CRI shim 服务进行通信理解即可。
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Docker 如何工作
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这里我们主要介绍在 K8S 中一些 Docker 常见的动作。
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部署一个 Redis
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master $ kubectl run redis --image=redis
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deployment.apps/redis created
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master $ kubectl get all
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NAME READY STATUS RESTARTS AGE
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pod/redis-bb7894d65-7vsj8 0/1 ContainerCreating 0 6s
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NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
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service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 26m
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NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
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deployment.apps/redis 1 1 1 0 6s
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NAME DESIRED CURRENT READY AGE
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replicaset.apps/redis-bb7894d65 1 1 0 6s
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我们直接使用 kubectl run 的方式部署了一个 Redis
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查看详情
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master $ kubectl describe pod/redis-bb7894d65-7vsj8
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Name: redis-bb7894d65-7vsj8
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Namespace: default
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Priority: 0
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PriorityClassName: <none>
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Node: node01/172.17.0.21
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Start Time: Sat, 15 Dec 2018 04:48:49 +0000
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Labels: pod-template-hash=663450821
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run=redis
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Annotations: <none>
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Status: Running
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IP: 10.40.0.1
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Controlled By: ReplicaSet/redis-bb7894d65
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Containers:
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redis:
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Container ID: docker://ab87085456aca76825dd639bcde27160d9c2c84cac5388585bcc9ed3afda6522
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Image: redis
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Image ID: docker-pullable://redis@sha256:010a8bd5c6a9d469441aa35187d18c181e3195368bce309348b3ee639fce96e0
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Port: <none>
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Host Port: <none>
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State: Running
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Started: Sat, 15 Dec 2018 04:48:57 +0000
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Ready: True
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Restart Count: 0
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Environment: <none>
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Mounts:
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/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-zxt27 (ro)
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Conditions:
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Type Status
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Initialized True
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Ready True
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ContainersReady True
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PodScheduled True
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Volumes:
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default-token-zxt27:
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Type: Secret (a volume populated by a Secret)
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SecretName: default-token-zxt27
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Optional: false
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QoS Class: BestEffort
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Node-Selectors: <none>
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Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
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node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
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Events:
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Type Reason Age From Message
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---- ------ ---- ---- -------
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Normal Scheduled 7m default-scheduler Successfully assigned default/redis-bb7894d65-7vsj8to node01
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Normal Pulling 7m kubelet, node01 pulling image "redis"
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Normal Pulled 7m kubelet, node01 Successfully pulled image "redis"
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Normal Created 7m kubelet, node01 Created container
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Normal Started 7m kubelet, node01 Started container
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可以通过 kubectl describe 查看该 Pod 的事件详情。这里主要有几个阶段。
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调度
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Normal Scheduled 7m default-scheduler Successfully assigned default/redis-bb7894d65-7vsj8to node01
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在第 15 小节 kube-scheduler 中我们介绍过，通过 kube-scheduler 可以决定 Pod 会调度到哪个 Node。本例中，redis-bb7894d65-7vsj8to 被调度到了 node01。
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pull 镜像
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Normal Pulling 7m kubelet, node01 pulling image "redis"
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Normal Pulled 7m kubelet, node01 Successfully pulled image "redis"
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这里 kubelet 及该节点上的 Container Runtime （Docker）开始发挥作用，先拉取镜像。如果此刻你登录 node01 的机器，执行 docker pull redis 便可同步看到拉取进度。
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创建镜像并启动
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Normal Created 7m kubelet, node01 Created container
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Normal Started 7m kubelet, node01 Started container
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拉取镜像完成后，便会开始创建并启动该容器，并返回任务结果。此刻登录 node01 机器，便会看到当前在运行的容器了。
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node01 $ docker ps |grep redis
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ab87085456ac redis@sha256:010a8bd5c6a9d469441aa35187d18c181e3195368bce309348b3ee639fce96e0 "docker-entrypoint..." 19 minutes ago Up 19 minutes k8s_redis_redis-bb7894d65-7vsj8_default_b693b56c-0024-11e9-9bab-0242ac11000a_0
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8f264abd82fe k8s.gcr.io/pause:3.1 "/pause" 19 minutes ago Up 19 minutes k8s_POD_redis-bb7894d65-7vsj8_default_b693b56c-0024-11e9-9bab-0242ac11000a_0
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总结
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本节我们介绍了 Container Runtime 的基本概念，及 K8S 为了能增加扩展性，提供了统一的 CRI 插件接口，可用于支持多种容器运行时。
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当前使用最为广泛的是 Docker，当前还支持的主要有 runc，Containerd，runV 以及 rkt 等。
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由于 Docker 的知识点很多，关于 Docker 的实践和内部原理可参考我之前的一次分享 Docker 实战和基本原理。
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在使用 K8S 时，也有极个别情况需要通过排查 Docker 的日志来分析问题。
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至此，K8S 中主要的核心组件我们已经介绍完毕，下节我们主要集中于在 K8S 环境中，如何定位和解决问题，以及类似刚才提到的需要通过 Docker 进行排查问题的情况。
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