什么是Kubernetes容器运行时CRI

一、CRI标准

起初，Docker是事实上的容器技术标准，Kubernetes v1.5之前的代码中直接调用Docker API，实现容器运行时的相关操作。

后来，为了标准化下层容器运行时的差异（docker\\rkt\\kata containers），2016年，Kubernetes提出了CRI（Container Runtime Interface，容器运行时接口）标准，制定了Kubernetes kubelet与容器运行时的交互接口。容器运行时如果想要集成到Kubernetes平台，就需要实现这套接口。如图所示，CRI shim负责实现CRI接口，并将CRI请求转换为容器运行时的请求。

CRI接口包括RuntimeService和ImageService两个服务，前者提供管理Pod和容器生命周期的gRPC接口，后者提供提取、检查和删除镜像的gRPC接口。

service RuntimeService {
//容器操作rpc
 CreateContainer (...) returns (...) {}
 rpc ListContainers  (...) returns (...) {}
 rpc RemoveContainer (...) returns (...) {}
 rpc StartContainer  (...) returns (...) {}
 rpc StopContainer (...) returns (...) {}
 //Pod沙箱操作，可能对应多个容器
 rpc ListPodSandbox (...) returns (...) {}
 rpc RemovePodSandbox(...) returns (...) {}
 rpc RunPodSandbox (...) returns (...) {}
 rpc StopPodSandbox (...) returns (...) {}
 }

二、CRI实现方案

1. Dockershim

标准提出之后，Docker并未实现CRI接口（如日中天，不合作），Kubernetes将CRI接口转换为Docker API，以支持Docker容器。这部分适配工作由shim（垫片）来完成，称为dockershim，并内置在kubelet模块中（kubernetes原生支持）。

此时的调用关系为：

Kubelet-->dockershim-->dockerd(daemon)-->containerd-->containerd-shim-->runc。

不难看出，这个调用链很长，可以直接调用containerd来实现相关功能。

2020年，Kubernetes计划移除dockershim。

2022年，Kubernetes v1.24版本，将dockershim移除（不再提供原生支持）。

需要注意到dockershim也调用了CNI接口。

更为具体的CNI接口调用为：

2. CRI-containerd/containerd

containerd提供了容器的生命周期管理、镜像管理等功能。在Docker 1.11中引入，containerd会为每个容器创建一个containerd-shim，以用来管理相应容器的生命周期。2016年12月，Docker公司将其拆分为独立组件，并于2017年3月捐赠给CNCF。

由dockershim部分可知，kubernetes CRI接口调用过长，可采用直接调用containerd的方式。

kubernetes分两个版本进行了实现：containerd1.0版本中，通过CRI-containerd进行CRI的适配。

containerd 1.1版本直接将把适配逻辑写到了containerd进程中，完成CRI Services到Meta services、Runtime service、Storage service的适配。

这里的containerd提供了CRI shim的能力：将CRI请求转换成3个服务的调用，创建出runc容器。

3. CRI-O

CRI-O也就是Container Runtime Interface和Open Container Initiative的组合，源于Kubernetes孵化器项目Open Container Initiative Daemon（OCID）。

作为Kubernetes CRI的一种实现方案，本质上是封装了OCI接口，对外提供CRI 服务。功能包括容器运行时的管理和镜像的管理。

三、小结

四、参考资料

https://github.com/containerd/containerd/blob/main/docs/getting-started.mdhttps://github.com/containerd/containerd/blob/main/docs/historical/cri/proposal.mdhttps://cri-o.io/https://github.com/cri-o/cri-ohttps://developer.aliyun.com/article/1010319https://mp.weixin.qq.com/s/--t74RuFGMmTGl2IT-TFrghttps://iximiuz.com/en/posts/journey-from-containerization-to-orchestration-and-beyon