運行時插件 CRI
容器運行時插件（Container Runtime Interface，簡稱 CRI）是 Kubernetes v1.5 引入的容器運行時接口，它將 Kubelet 與容器運行時解耦，將原來完全面向 Pod 級別的內部接口拆分成面向 Sandbox 和 Container 的 gRPC 接口，並將鏡像管理和容器管理分離到不同的服務。
CRI 最早從從 1.4 版就開始設計討論和開發，在 v1.5 中發佈第一個測試版。在 v1.6 時已經有了很多外部容器運行時，如 frakti 和 cri-o 等。v1.7 中又新增了 cri-containerd 支持用 Containerd 來管理容器。
採用 CRI 後，Kubelet 的架構如下圖所示：
CRI 接口
CRI 基於 gRPC 定義了 RuntimeService 和 ImageService 等兩個 gRPC 服務，分別用於容器運行時和鏡像的管理。其定義在
v1.10-v1.13: pkg/kubelet/apis/cri/runtime/v1alpha2
v1.7-v1.9: pkg/kubelet/apis/cri/v1alpha1/runtime
Kubelet 作爲 CRI 的客戶端，而容器運行時則需要實現 CRI 的服務端（即 gRPC server，通常稱爲 CRI shim）。容器運行時在啓動 gRPC server 時需要監聽在本地的 Unix Socket （Windows 使用 tcp 格式）。
開發 CRI 容器運行時
開發新的容器運行時只需要實現 CRI 的 gRPC Server，包括 RuntimeService 和 ImageService。該 gRPC Server 需要監聽在本地的 unix socket（Linux 支持 unix socket 格式，Windows 支持 tcp 格式）。
一個簡單的示例爲
import (
// Import essential packages
"google.golang.org/grpc"
runtime "k8s.io/kubernetes/pkg/kubelet/apis/cri/runtime/v1alpha2"
)
// Serivice implements runtime.ImageService and runtime.RuntimeService.
type Service struct {
...
}
func main() {
service := &Service{}
s := grpc.NewServer(grpc.MaxRecvMsgSize(maxMsgSize),
grpc.MaxSendMsgSize(maxMsgSize))
runtime.RegisterRuntimeServiceServer(s, service)
runtime.RegisterImageServiceServer(s, service)
lis, err := net.Listen("unix", "/var/run/runtime.sock")
if err != nil {
logrus.Fatalf("Failed to create listener: %v", err)
}
go s.Serve(lis)
// Other codes
}對於 Streaming API（Exec、PortForward 和 Attach），CRI 要求容器運行時返回一個 streaming server 的 URL 以便 Kubelet 重定向 API Server 發送過來的請求。在 v1.10 及更早版本中，容器運行時必需返回一個 API Server 可直接訪問的 URL（通常跟 Kubelet 使用相同的監聽地址）；而從 v1.11 開始，Kubelet 新增了 --redirect-container-streaming（默認爲 false），默認不再轉發而是代理 Streaming 請求，這樣運行時可以返回一個 localhost 的 URL（當然也不再需要配置 TLS）。
詳細的實現方法可以參考 dockershim 或者 cri-o。
Kubelet 配置
在啓動 kubelet 時傳入容器運行時監聽的 Unix Socket 文件路徑，比如
kubelet --container-runtime=remote --container-runtime-endpoint=unix:///var/run/runtime.sock --image-service-endpoint=unix:///var/run/runtime.sock容器運行時
CRI 容器運行時
維護者
主要特性
容器引擎
Dockershim
Kubernetes
內置實現、特性最新
docker
cri-o
Kubernetes
OCI標準不需要Docker
OCI（runc、kata、gVisor…）
cri-containerd
Containerd
基於 containerd 不需要Docker
OCI（runc、kata、gVisor…）
Frakti
Kubernetes
虛擬化容器
hyperd、docker
rktlet
Kubernetes
支持rkt
rkt
PouchContainer
Alibaba
富容器
OCI（runc、kata…）
Virtlet
Mirantis
虛擬機和QCOW2鏡像
Libvirt（KVM）
目前基於 CRI 容器引擎已經比較豐富了，包括
Docker: 核心代碼依然保留在 kubelet 內部（pkg/kubelet/dockershim），是最穩定和特性支持最好的運行時
OCI 容器運行時：
社區有兩個實現
Containerd，支持 kubernetes v1.7+
CRI-O，支持 Kubernetes v1.6+
支持的 OCI 容器引擎包括
runc：OCI 標準容器引擎
gVisor：谷歌開源的基於用戶空間內核的沙箱容器引擎
Clear Containers：Intel 開源的基於虛擬化的容器引擎
Kata Containers：基於虛擬化的容器引擎，由 Clear Containers 和 runV 合併而來
PouchContainer：阿里巴巴開源的胖容器引擎
Frakti：支持 Kubernetes v1.6+，提供基於 hypervisor 和 docker 的混合運行時，適用於運行非可信應用，如多租戶和 NFV 等場景
Virtlet：Mirantis 開源的虛擬機容器引擎，直接管理 libvirt 虛擬機，鏡像須是 qcow2 格式
Infranetes：直接管理 IaaS 平臺虛擬機，如 GCE、AWS 等
Containerd
以 Containerd 爲例，在 1.0 及以前版本將 dockershim 和 docker daemon 替換爲 cri-containerd + containerd，而在 1.1 版本直接將 cri-containerd 內置在 Containerd 中，簡化爲一個 CRI 插件。
Containerd 內置的 CRI 插件實現了 Kubelet CRI 接口中的 Image Service 和 Runtime Service，通過內部接口管理容器和鏡像，並通過 CNI 插件給 Pod 配置網絡。
RuntimeClass
RuntimeClass 是 v1.12 引入的新 API 對象，用來支持多容器運行時，比如
Kata Containers/gVisor + runc
Windows Process isolation + Hyper-V isolation containers
RuntimeClass 表示一個運行時對象，在使用前需要開啓特性開關 RuntimeClass，並創建 RuntimeClass CRD：
kubectl apply -f https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/cluster/addons/runtimeclass/runtimeclass_crd.yaml然後就可以定義 RuntimeClass 對象
apiVersion: node.k8s.io/v1alpha1 # RuntimeClass is defined in the node.k8s.io API group
kind: RuntimeClass
metadata:
name: myclass # The name the RuntimeClass will be referenced by
# RuntimeClass is a non-namespaced resource
spec:
runtimeHandler: myconfiguration # The name of the corresponding CRI configuration而在 Pod 中定義使用哪個 RuntimeClass：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: mypod
spec:
runtimeClassName: myclass
# ...參考文檔
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