kubernetes CRI接口

在Kubrnetes的最底层是容器运行时(Container Runtime)，他们负责启动、暂停容器。最有名的容器运行时就是Docker了，后面又支持rkt。在kubernetes 1.5版本，kubernetes引入了CRI，即Container Runtime Interface。

1. 什么是容器运行时，为什么Kubrenes需要它？

每一种容器运行时，都有自己的有点，kubernetes的许多用户都要求kubernetes引入新的运行时。因为在kubernetes 1.5中引入了CRI。有了CRI，kubrentes不需要重新编译，就可以支持多种容器运行时。CRI本质上只是一种抽象的软件协议，它定义了kubrentes与容器运行时之间的接口。

为什么要提出这一接口协议呢？在此之前，kubernetes支持docker和rkt两种容器运行时，这两种容器运行时的代码与kubelet源码镶嵌在一起。这样就导致了许多问题，首先假如容器运行时接口发生了变化，也必然导致，其他容器运行时代码需要改动，这样会给维护带来很大的问题，其次，假如用户想要增加一类新的容器运行时代码，那必须十分了解Kubelet的源码结构，不利于扩展。因此kuberntes推出了CRI这一接口，使的容器运行时，就像网络、存储一样，是一个可以插拔的软件

2. CRI框架

CRI规定了kubelet与容器运行时之间的接口，kubelet通过unix套接字与容器运行时进行通信，为了高性能，通信必须使用grpc协议。因此kubelet是作为客户端，而CRI则作为服务器端接受请求。CRI包括了CRI shim和容器运行时，CRI shim就是接受请求的服务器端，cri shim接受到请求后，再去调用容器运行时创建容器。如下图所示

grpc使用protocol buffers进行序列化。CRI主要规定了两类接口，即ImageService和RuntimeService，ImageService提供Pull、查看、删除镜像的RPC接口。而RuntimeSerivce主要包括容器和Pod生命周期管理的RPC接口

ImageService接口

type ImageManagerService interface {
    // ListImages lists the existing images.
    ListImages(filter *runtimeapi.ImageFilter) ([]*runtimeapi.Image, error)
    // ImageStatus returns the status of the image.
    ImageStatus(image *runtimeapi.ImageSpec) (*runtimeapi.Image, error)
    // PullImage pulls an image with the authentication config.
    PullImage(image *runtimeapi.ImageSpec, auth *runtimeapi.AuthConfig) (string, error)
    // RemoveImage removes the image.
    RemoveImage(image *runtimeapi.ImageSpec) error
    // ImageFsInfo returns information of the filesystem that is used to store images.
    ImageFsInfo(req *runtimeapi.ImageFsInfoRequest) (*runtimeapi.ImageFsInfoResponse, error)
}

RuntimeService接口。RuntiemService接口主要可以分为两类，即PodSandboxManager和ContainerManager，其中PodSandboxManager主要给Pod提供隔离用的，假如容器运行时是Docker，则是一个名为Pod的容器，Pod为该Pod内的所有容器提供Network、IPC环境，假如容器运行时是基于Hypervisor，如hyper，则Pod代表一个虚拟机。ContainerManager则负责创建具体的容器

type RuntimeService interface {
    RuntimeVersioner
    ContainerManager
    PodSandboxManager
    ContainerStatsManager

    // UpdateRuntimeConfig updates runtime configuration if specified
    UpdateRuntimeConfig(runtimeConfig *runtimeapi.RuntimeConfig) error
    // Status returns the status of the runtime.
    Status() (*runtimeapi.RuntimeStatus, error)
}

type RuntimeVersioner interface {
    // Version returns the runtime name, runtime version and runtime API version
    Version(apiVersion string) (*runtimeapi.VersionResponse, error)
}

type ContainerManager interface {
    // CreateContainer creates a new container in specified PodSandbox.
    CreateContainer(podSandboxID string, config *runtimeapi.ContainerConfig, sandboxConfig *runtimeapi.PodSandboxConfig) (string, error)
    // StartContainer starts the container.
    StartContainer(containerID string) error
    // StopContainer stops a running container with a grace period (i.e., timeout).
    StopContainer(containerID string, timeout int64) error
    // RemoveContainer removes the container.
    RemoveContainer(containerID string) error
    // ListContainers lists all containers by filters.
    ListContainers(filter *runtimeapi.ContainerFilter) ([]*runtimeapi.Container, error)
    // ContainerStatus returns the status of the container.
    ContainerStatus(containerID string) (*runtimeapi.ContainerStatus, error)
    // ExecSync executes a command in the container, and returns the stdout output.
    // If command exits with a non-zero exit code, an error is returned.
    ExecSync(containerID string, cmd []string, timeout time.Duration) (stdout []byte, stderr []byte, err error)
    // Exec prepares a streaming endpoint to execute a command in the container, and returns the address.
    Exec(*runtimeapi.ExecRequest) (*runtimeapi.ExecResponse, error)
    // Attach prepares a streaming endpoint to attach to a running container, and returns the address.
    Attach(req *runtimeapi.AttachRequest) (*runtimeapi.AttachResponse, error)
}

type PodSandboxManager interface {
    // RunPodSandbox creates and starts a pod-level sandbox. Runtimes should ensure
    // the sandbox is in ready state.
    RunPodSandbox(config *runtimeapi.PodSandboxConfig) (string, error)
    // StopPodSandbox stops the sandbox. If there are any running containers in the
    // sandbox, they should be force terminated.
    StopPodSandbox(podSandboxID string) error
    // RemovePodSandbox removes the sandbox. If there are running containers in the
    // sandbox, they should be forcibly removed.
    RemovePodSandbox(podSandboxID string) error
    // PodSandboxStatus returns the Status of the PodSandbox.
    PodSandboxStatus(podSandboxID string) (*runtimeapi.PodSandboxStatus, error)
    // ListPodSandbox returns a list of Sandbox.
    ListPodSandbox(filter *runtimeapi.PodSandboxFilter) ([]*runtimeapi.PodSandbox, error)
    // PortForward prepares a streaming endpoint to forward ports from a PodSandbox, and returns the address.
    PortForward(*runtimeapi.PortForwardRequest) (*runtimeapi.PortForwardResponse, error)
}

type ContainerStatsManager interface {
    // ContainerStats returns stats of the container. If the container does not
    // exist, the call returns an error.
    ContainerStats(req *runtimeapi.ContainerStatsRequest) (*runtimeapi.ContainerStatsResponse, error)
    // ListContainerStats returns stats of all running containers.
    ListContainerStats(req *runtimeapi.ListContainerStatsRequest) (*runtimeapi.ListContainerStatsResponse, error)
}

3. 现有的CRI

目前kubernetes源码里面包括了dockershim这个CRI运行时，该运行时是自动嵌入kubelet源码中的，因此只要适当的配置参数就可以运行。此外kubernetes还支持如下CRI运行时

• cri-o：OCI运行时
• rktlet：rkt容器运行时
• frakti：基于hypervisor的容器运行时

4. 如何开启

要开启CRI接口，kubelet主要需要配置两个参数，即–container-runtime-endpoint和–image-service-endpoint。

假如你不是使用的dockershim，则你需要自己启动CRI服务器端

文章转自：http://licyhust.com/%E5%AE%B9%E5%99%A8%E6%8A%80%E6%9C%AF/2017/11/03/cri/