Kubernetes 棄用 Docker ，我們該怎麼辦？

整理 | 山河已無恙 校對 | 小雨青年

出品 | CSDN雲原生

聲明：本文出自CNCF網站，最初由Alessandro Lo Manto在Sighup部落格上發表。CSDN將文章翻譯成中文，分享給大家。

2020年底，Kubernetes團隊棄用了Docker，並宣佈將在2021年底完全移除對Docker的支持。這種棄用帶來了很多變化，因為使用Docker作為容器運行時接口（CRI）而不是開放容器倡議（OCI）造成了一點混亂。

那麼，為什麼要這麼大驚小怪呢？我們應該繼續寫Dockerfile嗎？

如今，人們仍然很難理解Docker是什麼。公司、容器、映象和開發者使用的工具之間似乎沒有什麼區別，對許多人來說，只有一個叫做「Docker」的詞來指代這一切。

Docker內部的奧秘

Docker是一個開發、發佈和運行應用程序的開放平臺。Docker能夠將應用程序與基礎設施分離，從而快速交付軟體。Docker利用了Linux核心及其功能，因為獨立運行進程，所以隔離方法十分重要。

Docker之所以使用Linux Container（LXC），是因為其使用Runtime 作為後端。隨著任務的發展，LXC被改變為Containerd。

當前的Docker設置分為：Containerd（用於管理容器）和Dockerd（用於提供來自Docker主機的資訊的持久進程守護進程）。被定義為「容器」的Docker，只不過是一個與使用者友好的容器互動工具。它的創建方式使每個人都可以安裝它、構建容器映象、從註冊表中提取映象，並創建、啟動和管理容器。這就是Docker被稱為「容器」的原因。

那麼Kubernetes是什麼?和這一切又有什麼關係?

要想理解為什麼Kubernetes和Docker會一起出名，我們需要先了解Docker是如何集成在Kubernetes中以及開放容器倡議（OCI）和容器運行時接口（CRI）的含義。

什麼是OCI

Kubernetes採用容器的概念，它並不是在一臺伺服器上運行容器化應用程序，而是將它們分佈在一個集群上。

容器的普及需要有一個開放的映象標準。Docker Inc和CoreOS創建了OCI（Open Container Initiative，開放容器倡議），其使命是產生標準格式。它推出了兩個具體的標準：

• 對二進位制格式映象的要求

• 一個描述如何互動和運行容器的規範。OCI維護著一個名為Runc的參考實現，Containerd在後臺使用Runc與容器進行互動

OCI增加了不同容器運行時解決方案之間的互操作性，因此，映象可以在任何其他遵守此標準的系統中運行。

什麼是CRI

為了工作，Kubernetes 需要一個支持CRI的容器運行時。CRI是一個Kubernetes API，它定義了Kubernetes與不同容器運行時互動的方式。因為它是標準化的規範，所以您可以選擇想要使用的CRI實現或自行編寫。

為什麼Kubernetes不需要Docker作為容器運行時？Docker比Kubernetes更老，並且沒有實現CRI，為什麼它能夠發揮作用？

Dockershim元件的創建是為了讓你與CRI互動。但如今Docker有替代品，Kubernetes便不再需要保持這種額外的複雜性了。

前面解釋過，Docker並不是一個容器運行時，它是一系列與容器互動的工具，只是一個中間人。

應該停止將Kubernetes與Docker一起使用嗎？

如果您的集群已經由GKE、EKS或AKS‌（默認為Containerd）等主要雲提供商配置，或者您只是一個Kubernetes使用者，這對您沒有影響。

Docker已經並將繼續在Kubernetes生態系統中發揮重要作用。後者將繼續運行Docker容器並從Docker註冊表中提取映象，因為Docker生成了符合OCI的映象。

但是，讓我們來談談自己吧！在本文中，我們將引導您使用Containerd而不是Docker創建一個Kubernetes集群。

Vagrant VM上的集群設置

下面我們編寫一個基本的Vagrantfile和腳本配置供大家理解，可以按照以下提供的步驟創建Kubernetes集群。

作為先決條件，您需要安裝和配置Virtualbox和Vagrant。

Step 1：在啟動集群之前，首先在您選擇的檔案夾中創建一個Vagrantfile檔案。

Vagrantfile

# -*- mode: ruby -*-# vi: set ft=ruby :
ENV['VAGRANT_NO_PARALLEL'] = 'yes'
Vagrant.configure(2) do |config|
  # Kubernetes Master Server  config.vm.define "master" do |node|
    node.vm.box               = "generic/ubuntu2004"    node.vm.box_check_update  = false    node.vm.box_version       = "3.2.18"    node.vm.hostname          = "master"
    node.vm.network "private_network", ip: "172.0.0.100"
    node.vm.provider :virtualbox do |v|      v.name    = "master"      v.memory  = 2048      v.cpus    =  2    end
    node.vm.provider :libvirt do |v|      v.memory  = 2048      v.nested  = true      v.cpus    = 2    end

  end
  # Kubernetes Worker Node
    config.vm.define "worker0" do |node|
      node.vm.box               = "generic/ubuntu2004"      node.vm.box_check_update  = false      node.vm.box_version       = "3.2.18"      node.vm.hostname          = "worker0"
      node.vm.network "private_network", ip: "172.0.1.101"
      node.vm.provider :virtualbox do |v|        v.name    = "worker0"        v.memory  = 1024        v.cpus    = 1      end
      node.vm.provider :libvirt do |v|        v.memory  = 1024        v.nested  = true        v.cpus    = 1      end    endend

Step 2：執行vagrant命令。它將啟動兩個節點，一個主節點和一個工作節點。

vagrant up

Step 3 ：登入主節點和工作節點安裝集群初始化配置腳本。

vagrant ssh master

vagrant ssh worker0

main.sh

#!/bin/bash
echo "[TASK 1] Disable and turn off SWAP"sed -i '/swap/d' /etc/fstabswapoff -a
echo "[TASK 2] Stop and Disable firewall"systemctl disable --now ufw >/dev/null 2>&1
echo "[TASK 3] Enable and Load Kernel modules"cat >>/etc/modules-load.d/containerd.conf<<EOFoverlaybr_netfilterEOFmodprobe overlaymodprobe br_netfilter
echo "[TASK 4] Add Kernel settings"cat >>/etc/sysctl.d/kubernetes.conf<<EOFnet.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1net.ipv4.ip_forward                 = 1EOFsysctl --system >/dev/null 2>&1
echo "[TASK 5] Install containerd runtime"apt update -qq >/dev/null 2>&1apt install -qq -y containerd apt-transport-https >/dev/null 2>&1mkdir /etc/containerdcontainerd config default > /etc/containerd/config.tomlsystemctl restart containerdsystemctl enable containerd >/dev/null 2>&1
echo "[TASK 6] Add apt repo for kubernetes"curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add - >/dev/null 2>&1apt-add-repository "deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" >/dev/null 2>&1
echo "[TASK 7] Install Kubernetes components (kubeadm, kubelet and kubectl)"apt install -qq -y kubeadm=1.21.0-00 kubelet=1.21.0-00 kubectl=1.21.0-00 >/dev/null 2>&1

Master node

vagrant@master:~$ vim main.shvagrant@master:~$ sudo bash main.sh[TASK 1] Disable and turn off SWAP[TASK 2] Stop and Disable firewall[TASK 3] Enable and Load Kernel modules[TASK 4] Add Kernel settings[TASK 5] Install containerd runtime[TASK 6] Add apt repo for kubernetes[TASK 7] Install Kubernetes components (kubeadm, kubelet and kubectl)

Worker node

vagrant@worker0:~$ vim main.shvagrant@worker0:~$ sudo bash main.sh[TASK 1] Disable and turn off SWAP[TASK 2] Stop and Disable firewall[TASK 3] Enable and Load Kernel modules[TASK 4] Add Kernel settings[TASK 5] Install containerd runtime[TASK 6] Add apt repo for kubernetes[TASK 7] Install Kubernetes components (kubeadm, kubelet and kubectl)

Step 4 ：只在主節點上安裝下面的腳本，並在最後複製kubeadm join命令。

master.sh

#!/bin/bash
echo "[TASK 1] Pull required containers"kubeadm config images pull >/dev/null 2>&1
echo "[TASK 2] Initialize Kubernetes Cluster"kubeadm init --apiserver-advertise-address=172.0.0.100 --pod-network-cidr=192.168.0.0/16 >> /root/kubeinit.log 2>/dev/null
echo "[TASK 3] Deploy Calico network"kubectl --kubeconfig=/etc/kubernetes/admin.conf create -f https://docs.projectcalico.org/v3.18/manifests/calico.yaml >/dev/null 2>&1mkdir /home/vagrant/.kubecp /etc/kubernetes/admin.conf /home/vagrant/.kube/configchown -R vagrant:vagrant /home/vagrant/.kube
echo "[TASK 4] Generate and save cluster join command"kubeadm token create --print-join-command

vagrant@master:~$ vim master.shvagrant@master:~$ sudo bash master.sh
[TASK 1] Pull required containers[TASK 2] Initialize Kubernetes Cluster[TASK 3] Deploy Calico network[TASK 4] Generate and save cluster join command
kubeadm join 172.0.0.100:6443 --token 5d6fgz.0lll5srvyxa9wfcm --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0828fbc966896ac32550a7641d54593ef98738d2878ed80c1966431888cc1324

Step 5 ：複製並以sudo使用者身份在工作節點中運行join命令。

vagrant@worker0:~$ sudo kubeadm join 172.0.0.100:6443 --token 5d6fgz.0lll5srvyxa9wfcm --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0828fbc966896ac32550a7641d54593ef98738d2878ed80c1966431888cc1324[preflight] Running pre-flight checks[preflight] Reading configuration from the cluster...[preflight] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -o yaml'[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"[kubelet-start] Starting the kubelet[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...
This node has joined the cluster:* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.* The Kubelet was informed of the new secure connection details.
Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster

Step 6 ：在主節點上，列出所有集群節點，以確保工作節點連接到主節點並處於就緒狀態。

kubectl get nodes -o wide

您可以使用Containerd而不是Docker來查看運行時。

vagrant@master:~$ kubectl get nodes -o wideNAME      STATUS   ROLES                  AGE     VERSION   INTERNAL-IP   EXTERNAL-IP   OS-IMAGE             KERNEL-VERSION     CONTAINER-RUNTIMEmaster    Ready    control-plane,master   2m41s   v1.21.0   10.0.2.15     <none>        Ubuntu 20.04.2 LTS   5.4.0-72-generic   containerd://1.5.2worker0   Ready    <none>                 98s     v1.21.0   10.0.2.15     <none>        Ubuntu 20.04.2 LTS   5.4.0-72-generic   containerd://1.5.2

結論

至此，我們已經解決了為什麼Kubernetes不需要Docker來工作的問題，並且也看到了Docker在工作流程中的重要性，以及在沒有Docker運行時的情況下安裝Kubernetes是多麼簡單。

Kubernetes 正在成長，但改變不一定是痛苦的經歷。

大多數使用者不需要採取任何行動。對於那些需要的人來說，仍然有時間進行下一步的測試和計劃。