• Docker 崛起
  很久以前，Docker 强势崛起，以 “镜像” 这个大招席卷全球，对其他技术进行致命的降维打击，使其毫无招架之力，就连 Google 也不例外。Google 为了不被拍死在沙滩上，被迫拉下脸面，希望 Docker 公司和自己联合推进一个开源的容器运行时作为 Docker 的核心依赖，然而 Docker 公司的这个决策断送了自己的大好前程，造成了今天的悲剧。

• libcontainer 捐赠
  Google 联合 Red Hat、IBM 等几位巨佬将 Docker 公司 libcontainer 捐给中立的社区（OCI，Open Container Intiative），并改名为 runc。

• CNCF（云原生计算基金会）
  为了彻底扭转 Docker 一家独大的局面，几位大佬又合伙成立了 CNCF（Cloud Native Computing Fundation），CNCF 的目标很明确，既然容器的的维度上比不过 Docker，干脆升级到大规模容器编排的维度，以此来击败 Docker。造成了 Swarm 和 Kubernetes PK 的场面，最后的结局 Swarm 战败。
  然后 Docker 公司将自己的核心依赖 Containerd 捐给了 CNCF，以此来标榜 Docker 是一个 PaaS 平台。很明显，这个小聪明又加速了 Docker 的失败。
  为了表示 Kubernetes 的中立性，当然要有个标准化的容器运行时接口，只要适配了这个接口的容器运行时，都可以和 Kubernetes 集成，第一个支持这个接口的当然就是 Containerd。至于这个标准化的容器运行时接口的名字，它叫 CRI（Container Runntime Interface）。

• 温水煮青蛙，养肥了再杀
  Kubernetes 在自己的组件中集成了一个 Shim，用来将 CRI 的调用翻译成 Docker 的 API，让 Docker 也能和 Kubernetes 集成。就这样，Kubernetes 一边和 Docker 继承，一边不断优化 Containerd 的健壮性以及和 CRI 对接的丝滑性。现在 Containerd 的兼容性已经很好的情况下，是时候和 Docker say bye bye 了，最终在 Kubernetes 1.24 版本中从 Kubelet 中删除了 Dockershim 的代码，至此 Kubernetes 彻底舍弃 Docker。

  
  

• 时至今日
  时至今日，Containerd 已经变成一个工业级的容器运行时了，连口号都有了：超简单！超健壮！可移植性超强！
  当然，为了不让 Docker 误会，Containerd 声称自己的设计目的主要是为了嵌入到一个更大的系统中（暗指 Kubernetes），而不是直接由开发人员或终端用户使用。
  事实上，Containerd 现在基本上啥都能干了，开发人员或者终端用户可以在宿主机中管理完整的容器生命周期，包括容器镜像的传输和存储、容器的执行和管理、存储和网络等。

Containerd 仍然采用标准的 C/S 架构，服务端通过 GRPC 协议提供稳定的 API，客户端通过调用服务端的 API 进行高级的操作。

为了解耦，Containerd 将不同的职责划分给不同的组件，每个组件就相当于一个子系统（subsystem），连接不同子系统的组件被称为模块。

总体上 Containerd 被划分为两个子系统：

• Bundle
  在 Containerd 中，Bundle 包含了配置、元数据和根文件系统数据，你可以理解为容器的文件系统。而 Bundle 子系统允许用户从镜像中提取和打包 Bundles。

• Runtime
  Runtime 子系统用来执行 Bundles，比如创建容器。 

其中，每一个子系统的行为都由一个或多个模块协作完成。每一种类型的模块都以插件的形式集成到 Containerd 中，而且插件之间是相互依赖的。例如，上图中的每一个长虚线的方框都表示一种类型的插件，包括 Service Plugin、Metadata Plugin、GC Plugin、Runtime Plugin 等，其中 Service Plugin 又会依赖 Metadata Plugin、GC Plugin 和 Runtime Plugin。每一个小方框都表示一个细分的插件，例如 Metadata Plugin 依赖 Containers Plugin、Content Plugin 等。总之，万物皆插件，插件就是模块，模块就是插件。

• Content Plugin
  提供对镜像中可寻址内容的访问，所有不可变的内容都被存储在这里。

• Snapshot Plugin
  用来管理容器镜像的文件系统快照。镜像中的每一个 layer 都会被解压成文件系统快照，类似于 Docker 中的 graphdriver。

• Metrics
  暴露各个组件的监控指标。 

从总体来看，Containerd 被分为三个大块：Storage、Metadata 和 Runtime，可以将上面的架构图提炼一下：

这是使用 bucketbench 对 Docker、crio 和 Containerd 的性能测试结果，包括启动、停止和删除容器，以比较它们所耗的时间：

操作系统：Ubuntu 20.04

1. 先决条件

$ cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF

$ sudo modprobe overlay
$ sudo modprobe br_netfilter

"设置必需的sysctl参数，这些参数在重新启动后仍然存在"
$ cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF

"应用sysctl参数而无需重新启动"
$ sudo sysctl --system

1. 卸载原有 docker or containerd

$ sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

1. 更新 apt 程序包并安装程序包，以允许 apt 通过 https 使用存储库

$ sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

1. 添加 docker 的官方 GPG 密钥

$ sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key --keyring /etc/apt/trusted.gpg.d/docker.gpg add -

1. 设置存储库

$ sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu focal stable"

1. 下载并安装

$ wget https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.6.1/cri-containerd-cni-1.6.1-linux-amd64.tar.gz
$ sudo tar --no-overwrite-dir -C / -xzf cri-containerd-cni-1.6.1-linux-amd64.tar.gz
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl enable --now containerd
$ sudo mkdir -p /etc/containerd
$ sudo su
# containerd config default > /etc/containerd/config.toml
# exit

"配置systemd cgroup为驱动程序：编辑/etc/containerd/config.toml设置SystemdCgroup = true"
$ sudo vim /etc/containerd/config.toml

"启动containerd"
$ sudo systemctl start containerd
$ sudo systemctl enable containerd
$ sudo systemctl status containerd

"验证containerd"
$ sudo ctr version
Client:
  Version:  v1.6.1
  Revision: 10f428dac7cec44c864e1b830a4623af27a9fc70
  Go version: go1.17.2

Server:
  Version:  v1.6.1
  Revision: 10f428dac7cec44c864e1b830a4623af27a9fc70
  UUID: 5dc8deba-a794-4b39-bacb-aa9c790f7465

4、Containerd 使用

# 列出命名空间
$ sudo ctr ns list

# 创建命名空间
$ sudo ctr ns create myns

# 删除命名空间
$ sudo ctr ns remove myns

# 为命名空间设置标签
$ sudo ctr ns label myns env=prod

# 拉取镜像
$ sudo ctr images pull docker.io/library/nginx:alpine

# 列出镜像
$ sudo ctr images list

# 挂载镜像
$ sudo ctr images mount docker.io/library/nginx:alpine /mnt/nginx

# 卸载镜像
$ sudo ctr images unmount /mnt/nginx

# 导入镜像
$ sudo ctr -n=k8s.io images import kube-apiserver.tar

# 创建容器
$ sudo ctr containers create docker.io/library/nginx:alpine nginx

# 查看容器
$ sudo ctr containers list

# 查看容器详细配置
$ sudo ctr containers info nginx

# 删除容器
$ sudo ctr containers delete nginx

# 启动容器
$ sudo ctr task start -d nginx

# 查看容器
$ sudo ctr task list

# 进入容器：--exec-id，这个id可以随便写，只要唯一就行
$ sudo ctr task exec --exec-id 0 -t nginx sh

# 暂停容器
$ sudo ctr task pause nginx

# 恢复容器
$ sudo ctr task resume nginx

# 杀掉容器
$ sudo ctr task kill nginx

# 获取容器cgroup信息
$ sudo ctr task metrics nginx

$ sudo ctr run -d docker.io/library/nginx:alpine nginx