containerd的启动流程

整体架构图如下:

  • 使用 github.com/urfave/cli启动,有 command
    • configCommand: 和 containerd 配置相关
    • publishCommand:event 相关
    • ociHook: 提供了 preStart, preStop 等 container hook
  • 未执行子 command,则执行默认的 action
    • 加载配置文件
    • 创建顶层文件夹:
    • root = “/var/lib/containerd”
    • state = “/run/containerd”
    • 创建 /var/lib/containerd/tmpmounts
    • 清理 tmpmounts 下的临时挂载点
  • 创建和初始化 containerd server
    • 将配置设置的 server 进程上
    • 如果设置了 OOMScore,则应用到进程上。OOMScore 越低,系统内存不足时越不会被 kill
    • 如果设置了 containerd 的 Cgroup path。则会将自己的进程加入到 cgroup 下。这里还会判断使用 cgroup v1 还是 v2。
    • 设置一系列超时参数
    • 加载 plugin,containerd 通过 plugin 来划分模块。
    • 通过设置的 plugin 目录(默认在 /var/lib/containerd/plugins)来加载。go1.8 之后就不支持了。
    • 注册 content plugin:containred 架构中 storage 部分的 content。负责镜像的存储
    • 注册 metadata plugin:使用的是 bolt 这个嵌入式的 key/value 数据库。依赖 content 和 snapshot plugin。
    • 注册 proxy plugin: proxy plugin 支持 content, snapshot 两种类型。相当于起了一个 GRPC 服务,替换掉内置的 content, snapshot plugin。
    • 还有很多 plugin 是在包的 init 方法中注册的
      • 大量 snapshot 的插件: aufs, btrfs, devmapper, native, overlayfs, zfs
      • diff 插件: walking
      • GC 插件
      • 大量 service 插件:introspection,containers,content,diff,images,leases,namespaces,snapshots,tasks
      • runtime 插件:linux,task
      • monitoring 插件:cgroups
      • internal 插件:restart,opt
      • GRPC 插件:containers,content,diff,events,healthcheck,images,leases,namespaces,snapshots,tasks,version,introspection
      • CRI 插件:实现 CRI,提供给 kubelet 调用
    • diff 模块注册 stream processor,支持两种
    • application/vnd.oci.image.layer.v1.tar+encrypted
    • application/vnd.oci.image.layer.v1.tar+gzip+encrypted
    • 启动 TTRPC server:/run/containerd/containerd.sock.ttrpc
    • 启动 GRPC server:/run/containerd/containerd.sock
    • 如果开启了 TCP,还会将 GRPC server 监听到 tcp 上。

此时,containerd 已经可以对外提供服务了。下面对上述提到的一些概念或模块做个简单的解释:

  • service: GRPC 服务依赖于对应的 service。service 是则用来封装内部的实现。
  • TTRPC: TTRPC 是为低内存环境做的优化,通过淘汰net/http, net/http2grpc 包,实现了更轻量的 framing protocol,实现了更小的二进制文件以及更少的常驻内存使用。
  • storage 模块:包含 content, snapshot 和 diff 三个子模块。
    • content: content 是负责整个镜像的存储流程的。
    • snapshot:为了保证镜像层的数据不可变,所以在运行容器时会从 layer 中创建 snapshot。
    • diff:diff 模块实现了两个功能: diff 和 apply。diff 用来比较上层和下层之间的差异,然后按照 OCI 规范对该层打包。apply 用来根据底层的联合文件系统,对某一层进行挂载。
  • metadata 模块: 包含 images 和 containers 两个子模板。
    • images: 存储镜像相关的元数据。
    • containers: 存储容器相关的元数据。
  • tasks 模块:一个 container 的运行被抽象成一个 task
  • event 模块:提供了事件的发布订阅功能。第三方可以通过 event 获取 containerd 中的事件,比如镜像的创建,更新,容器的创建,删除等等。

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