Dockershim究竟是什么

Yuou

发布于 2022-09-26 07:37:03

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代码可运行

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代码可运行

先前了解

参考链接：https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md#dockershim-deprecation
参考链接：https://github.com/kubernetes/kubernetes/pull/94624

kubelet中的Docker支持现在已弃用，并将在未来的版本中删除。kubelet使用了一个名为dockershim的模块，该模块实现了对Docker的CRI支持，并在Kubernetes社区中发现了维护问题。我们鼓励您评估迁移到一个容器运行时的情况，该容器运行时是CRI（v1alpha1或v1兼容）的完整实现。

也就是说,在后续的Kubernetes1.20x版本以后会删除dockershim组件,但是由于目前Docker的使用用户众多,中间必然会有替换的一个过渡期,所以大家可以更多的关注一下其他的Container Runtime。例如我们的Podman、Containerd、cri-o等其他容器运行时来运行kubernetes。

下面我们就具体来看看Kubernetes所提到的弃用dockershim到底是什么东西.

CRI容器运行时接口

参考链接：https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/devel/sig-node/container-runtime-interface.md
CRI：容器运行时接口 container runtime interface，CRI 中定义了容器和镜像两个接口，实现了这两个接口目前主流的是：CRI-O、Containerd。（目前 PCI 产品使用的即为 Containerd）。

CRI接口的具体用处就在于

对容器操作的接口，包括容器的创建、启动和停止.即create、stop等操作。
对镜像的操作，下载、删除镜像等. 即pull、rmi等操作。
podsandbox

OCI开放容器标准

OCI：开放容器标准 open container initiative，OCI 中定义了两个标准：容器运行时标准和容器镜像标准，实现了这一标准的主流是：runc（也即我们日常说的 Docker）、Kata-Container。

OCI的作用在于

ImageSpec(容器标准包)：
1. 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
2. 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），指定了镜像在某个特定平台和系统的配置。比较接近我们使用 docker inspect <image_id> 看到的内容
3. 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
4. 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
runtimeSpec:
1. ociVersion(string, REQUIRED):是该州遵守的开放容器倡议运行时规范的版本。
2. id：容器的 ID。这在此主机上的所有容器中必须是唯一的。不要求它在主机之间是唯一的。
3. status(string, REQUIRED): 是容器的运行时状态。该值可以是以下之一
  1. creating
  2. created
  3. running
  4. stopped
4. pid: host上看到的容器进程
5. bundle：host上容器bundle目录的绝对路径
6. annotation：容器相关的标注，可选

所以在Json的序列化时,必须遵守以下格式

{
    "ociVersion": "0.2.0",
    "id": "oci-container1",
    "status": "running",
    "pid": 4422,
    "bundle": "/containers/redis",
    "annotations": {
        "myKey": "myValue"
    }
}

Dockershim

Dockershim 作用：把外部收到的请求转化成 docker daemon 能听懂的请求，让 Docker Daemon 执行创建、删除等容器操作。

具体看一下kubelet是怎样创建容器的

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，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是内嵌在 Kubelet 中的，所以接收调用就是 Kubelet 进程。
dockershim收到请求后，转化成 docker daemon的请求，发到docker daemon 上请求创建一个容器。
Docker Daemon 早在 1.12 版本中就已经将针对容器的操作移到另一个守护进程 containerd 中，因此 Docker Daemon 仍然不能帮我们创建容器，而是要请求 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。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）。
我们知道创建容器需要做一些设置 namespaces 和 cgroups，挂载 root filesystem 等等操作，而这些事该怎么做已经有了公开的规范，那就是 OCI。它的一个参考实现叫做 runC。于是，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。