首页 > 其他分享 >容器技术:容器运行时

容器技术:容器运行时

时间:2023-09-19 13:32:44浏览次数:46  
标签:OCI 容器 技术 runc 镜像 CRI 运行

什么是运行时(runtime)?

runtime指的是程序执行时所需要的环境,以确保程序能够在特定的环境中正确运行;

runtime为程序提供运行所需要的各种功能和支持,包括但不限于操作系统、编程语言的运行时库、虚拟机或解释器;

Java程序文件就好比是容器镜像文件,JVM则好比是runtime,运行起来的Java程序就好比是容器。

运行时分类?

  • 低级运行时:也称容器执行器,主要有runc、crun、kata-runtime、gVisor(runsc)
  • 高级运行时:也称容器生命周期管理工具,主要有containerd、cri-o、docker-engine
低级运行时之runc:

前身为Docker公司的libcontainer模块,于2015年捐献给CNCF,并作为OCI标准的实现。

runc仅支持Linux,由Go语言编写,且必须使用Go1.19或更高版本构建。

runc只负责容器的创建、启动、停止和销毁等基本操作,并且能够与容器生命周期管理工具(如containerd和cri-o)结合使用,由它们实现容器镜像管理等高级功能。

runc是containerd中用于实际运行容器的基础组件,containerd会调用runc来启动一个新的容器。

runc负责将容器的配置信息转换为Linux容器的原生操作,从而在底层启动和管理容器。具体来说:

当runc接收一个标准化的容器配置文件(比如符合OCI标准的config.json文件),其中包含了容器的各种配置参数,如容器的文件系统挂载点、网络设置、环境变量、进程、资源限制等;

runc将这些配置信息转换为底层Linux命令和系统调用,通过调用Linux内核的特性(如命名空间、Cgroups等),来创建并管理容器的执行环境。

runc命令行工具:

[root@k8s-master-01 ~]# runc -v

runc version 1.1.7

commit: v1.1.7-0-g860f061

spec: 1.0.2-dev

go: go1.19.9

libseccomp: 2.5.2

低级运行时之crun:

crun是一个开源的OCI兼容容器运行时,由C语言编写,它专注于提供更轻量级、更快速和安全的容器运行时。

crun的设计目标是在遵循OCI标准的同时,提供更快的容器启动和更小的内存占用。它通常被认为比runc更轻量级。

[root@k8s-master-01 ~]# crun -v

crun version 1.8.4

commit: 5a8fa99a5e41facba2eda4af12fa26313918805b

rundir: /run/user/0/crun

spec: 1.0.0

+SYSTEMD +SELINUX +APPARMOR +CAP +SECCOMP +EBPF +CRIU +YAJL

runc和crun的比较:

crun更关注轻量级容器启动、性能和安全性,以及对容器运行时进行自定义和调整的能力;

如果你正在使用Docker或Kubernetes,并且需要广泛的生态系统支持和成熟性,那么runc作为一个经过验证的标准容器运行时是一个更好的选择。

常见的高级容器运行时(容器生命周期管理工具)?

  • 由Docker公司开发的容器运行时:
  1. docker engine:简单称之为docker,是Docker公司的核心产品并提供维护,也是Docker默认使用的容器运行时,并且也是Kubernetes最早支持的容器运行时。它符合OCI标准,但不直接遵循CRI接口规范(所以在K8s 1.24版本之前需要使用k8s社区自研的dockershim适配器对接docker engine作为其容器运行时,因为dockershim满足CRI接口规范)。
  2. containerd:最早由Docker公司开发并提供维护,但在2016年Docker将containerd开源并捐赠给CNCF,由此成为一个独立的开源项目,并且由众多公司共同维护。K8s从1.20版本开始默认使用containerd作为其容器运行时,当然K8s也可以变更使用那些支持CRI接口规范的容器运行时,如:cri-o等。
  • 由RedHat开发的容器运行时:
  1. CRI-O:Container Runtime Interface-OCI,是一个专为Kubernetes设计且开源的容器运行时并由众多公司共同维护。它符合 Kubernetes Container Runtime Interface (CRI) 规范,并提供与 Kubernetes 紧密集成的轻量级容器执行环境。它使用 Open Container Initiative(OCI)规范定义的容器和镜像格式。它支持容器运行时使用标准的 OCI 镜像(OCI Image)和 OCI 运行时(OCI Runtime)。
  • 由CoreOS开发的容器运行时:
  1. rkt(也称为Rocket)是一个由CoreOS于2014年开发的安全容器运行时,不遵循OCI标准,通过自研的rktlet满足CRI规范。

CNCF展示的容器运行时

容器技术:容器运行时_Docker

CRI:

Container Runtime Interface — 容器运行时接口,是K8s定义的一种接口规范,于2016年发布,此时K8s版本=1.5,该规范使用gRPC协议实现容器运行时与kubelet之间的通信。由K8s社区维护和管理。

CRI为容器运行时提供了一套标准化的接口,使得Kubernetes(kubelet)可以与不同的容器运行时进行通信和交互,而不需要重启编译。

CRI定义了一组gRPC服务和数据类型,用于实现容器生命周期管理、镜像管理、网络和存储等操作。

默认情况下,Kubernetes使用CRI来与你所选择的容器运行时进行交互。(若使用不支持CRI的容器运行时,如DockerEngine,需要使用Dockershim或CRI-dockerd,但Dockershim已在1.24版本移除)

容器技术:容器运行时_Docker_02

OCI:

OCI (Open Container Initiative) 是一个开放的行业标准组织,于2015年由Docker联合Linux基金会推动成立,之后Google、Red Hat、Microsoft等加入,并共同维护和管理OCI标准。

旨在定义容器格式和运行时的开放标准。OCI 的目标是提供一个统一的容器规范,以确保容器在不同的运行时环境中具有可移植性和互操作性。

同时,OCI还以runc的形式维护了一个runtime-spec的真实实现,这也是containerd和CRI-O依赖的默认运行时。CRI建立在这些底层规范之上,为管理容器提供端到端的标准。

OCI 标准发布了2个spec,分别是runtime spec 和 image format spec:

  1. 容器运行时 (OCI runtime):定义了容器的生命周期管理,包括创建、启动、停止和销毁容器等操作。容器运行时负责管理容器的隔离、资源管理、文件系统和网络等方面。
  2. 容器镜像 (OCI image):定义了容器的打包和分发格式。容器镜像是一个只读的文件系统,包含了容器运行所需的文件、库和配置等。OCI 定义了容器镜像的结构、元数据和分发方式。
  3. Docker engine、Containerd和CRI-O都遵循OCI规范。

CRI主要用于定义Kubernetes与容器运行时之间的接口规范,而OCI主要用于定义容器镜像和容器运行时的规范:

  • containerd shim是容器运行时的抽象层,它通过接收来自containerd的请求,并将其转换为容器引擎(runc)所能理解的命令,从而使得containerd可以与多种不同的容器引擎兼容。
  • Containerd是通过CRI Plugin来适配CRI的,而CRI-O则是为CRI量生打造。

容器技术:容器运行时_Docker_03

把一个容器镜像文件运行起来,通常需要以下几个工具共同完成

  1. 低级运行时:runc、crun等。
  2. 容器生命周期管理工具:负责创建、启动、停止、销毁容器等操作。对于docker这个部分由docker自身实现;对于cri-o它使用conmon或crun进行容器的生命周期管理。
  3. 容器镜像工具:负责管理容器的镜像,包括拉取镜像、导出镜像、上传镜像等操作。对于docker这个部分由docker自身实现;对于cri-o它使用skopeo进行镜像的管理。
  4. CNI插件:是容器网络接口标准,它负责为容器创建和管理网络,允许容器与宿主机或其他容器进行网络通信。
  5. CRI插件:是K8s使用的容器运行时接口标准,它定义了容器运行时需要实现的接口,使得K8s可以与不同的容器运行时进行通信和交互。

标签:OCI,容器,技术,runc,镜像,CRI,运行
From: https://blog.51cto.com/tommy1108/7524409

相关文章

  • 常量池中的字符串仅是符号,第一次使用时才变为对象(加入到运行时常量池),可以避免重复
    常量池中的字符串仅是符号,第一次使用时才变为对象(加入到运行时常量池),可以避免重复创建字符串对象 intern()JDK1.8:将这个字符串对象尝试放入串池,如果StringPool中:存在一个字符串和该字符串值相等,就会返回StringPool中字符串的引用(需要变量接收)不存在,会把对象的......
  • 容器技术:网络工程师应该掌握的容器基础
    传统网络工程师要更有利于职业发展,需要掌握以下容器概念和基础知识:容器基础概念:容器vs.虚拟机:理解容器和虚拟机之间的区别,包括资源利用、隔离级别和部署速度。镜像:了解容器镜像的概念,即容器的静态快照,包含应用程序和其所有依赖项。容器运行时:熟悉容器运行时,如Docker的Containerd,......
  • 慢SQL治理实践及落地成果分享 | 京东物流技术团队
    一、治理背景数据库系统性能问题会对应用程序的性能和用户体验产生负面影响。慢查询可能导致应用程序响应变慢、请求堆积、系统负载增加等问题,甚至引发系统崩溃或不可用的情况。慢SQL治理是在数据库系统中针对执行缓慢的SQL查询进行优化和改进的一项重要工作。但原有的治理节奏,一般......
  • 主动写入流对@ResponseBody注解的影响 | 京东云技术团队
    问题回溯2023年Q2某日运营反馈一个问题,商品系统商家中心某批量工具模板无法下载,导致功能无法使用(因为模板是动态变化的)商家中心报错(JSON串):{"code":-1,"msg":"失败"}负责的同事看到失败后立即与我展开讨论(因为不是关键业务,所以不需要回滚,修复即可),我们发现新功能模板下载的代码与之前......
  • Stream流处理快速上手最佳实践 | 京东物流技术团队
    一引言JAVA1.8得益于Lambda所带来的函数式编程,引入了一个全新的Stream流概念Stream流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”,Stream流不是一种数据结构,不保存数据,而是对数据进行加工处理。Stream可以看作是流水线上的一个工序。在流水线上,通过多个工序让一个原材料加工成一个商品。......
  • 慢SQL的致胜法宝 | 京东物流技术团队
    大促备战,最大的隐患项之一就是慢SQL,对于服务平稳运行带来的破坏性最大,也是日常工作中经常带来整个应用抖动的最大隐患,在日常开发中如何避免出现慢SQL,出现了慢SQL应该按照什么思路去解决是我们必须要知道的。本文主要介绍对于慢SQL的排查、解决思路,通过一个个实际的例子深入分析总结......
  • 多用户、多会话 Server版操作系统下 程序唯一实例运行
    很多时候我们需要做这样的事:只允许当前程序只有唯一一个实例运行。这样的情况包括串口程序、网络socket等。这时我们有多种解决方法。常见的像用互斥、信号量等比运行实例生存期更长的内核对象,或者使用内存映射(点击打开链接)等。如使用互斥内核对象:HANDLEhm......
  • C++序列式容器
    需要注意的是,序列容器只是一类容器的统称,并不指具体的某个容器,序列容器大致包含以下几类容器:array<T,N>(数组容器):表示可以存储 N个T类型的元素,是 C++ 本身提供的一种容器。此类容器一旦建立,其长度就是固定不变的,这意味着不能增加或删除元素,只能改变某个元素的值;vector<T>......
  • 运行jar文件
    【win】java-Dfile.encoding=utf-8-jarxxx.jar--spring.profiles.active=prod>log/xxx.log2>&1&【说明】-Dfile.encoding=utf-8解决运行时中文乱码问题【linux】nohupjava-jarxxx.jar--spring.profiles.active=prod>log/xxx.log2>&1&......
  • 技术视角:如何有效结合用户挖掘下一轮游戏行业的增长
    在过去一年里有不少产品通过小游戏版本大赚了一笔。比如已经被熟知的爆款《咸鱼之王》《疯狂骑士团》;还有老产品在小游戏版本上实现了翻红,像是第一波网络的《少年名将》在2021年就进入了运营末端,年收入仅2000多万,如今却稳定在小游戏畅销榜TOP10。腾讯在不久前的财报会议上透露,今......