一.Containerd概述

1.什么是Containerd

           Containerd (container Daemon)是一个开源的容器运行时，它提供了一种标准化的方式来管理容器的生命周期。该项目最初是由Docker开发团队创建的，并在后来成为一个独立的项目，被纳入了Cloud Native Computing Foundation（CNCF)的孵化项目中。

以下是containerd的主要特点和功能:

1. 容器生命周期管理：containerd管理容器的生命周期，包括容器的创建、运行、暂停、恢复、停止和销毁等操作。
2. 标准化接口：containerd提供了一个标准化的容器运行时接口，使得它可以与多个容器编排系统和工具集成,例如Kubernetes、Docker Compose等。
3. 镜像管理：它支持容器镜像的拉取、推送、保存和加载等操作。containerd使用OCI (Open container Initiative)规范定义容器镜像的格式。
4. 插件体系结构：containerd具有可扩展的插件体系结构，允许用户通过插件来扩展其功能，例如存储驱动、网络插件等。
5. 跨平台支持：containerd可以在不同的操作系统上运行，从而提供了跨平台的支持。
6. 与Kubernetes集成：Containerd作为Kubernetes的默认容器运行时，与Kubernetes紧密集成，为容器工作负载的管理提供了良好的支持。
7. 安全性和隔离：containerd实现了严格的容器隔离和安全性措施，确保容器之间的隔离性以及对主机系统的安全性。

2.Containerd的起源与背景

        containerd的起源可以追溯到Docker项目。Docker最初作为一个开源项目推出，旨在简化应用程序的打包、分发和部署过程。Docker引入了容器的概念，将应用程序和其依赖项打包到一个容器中，使得应用在不同环境中可以一致地运行。

        随着Docker的发展，其架构逐渐变得复杂，包含了许多功能，如镜像构建、服务编排等。为了更好地组织和管理这些功能，Docker团队决定将Docker引擎拆分成多个组件，其中一个关键的组件就是 Containerdo

Docker架构拆分：Docker从单一的大型引擎拆分为一系列小型、可复用的组件。这种拆分的目标是提高可维护性、模块化和可扩展性。

containerd作为核心运行时：在Docker架构拆分后，containerd被定位为Docker的核心容器运行时。它负责管理容器的生命周期、镜像操作和基本运行时功能。

贡献给CNCF：为了推动containerd的发展，Docker团队将containerd的代码捐赠给了 Cloud Native Computing Foundation (CNCF)，使其成为CNCF的孵化项目。

容器生态系统的标准化：containerd的设计遵循Open container Initiative（开放容器倡议 OCI)规范，这是一个关注容器运行时和镜像格式标准化的开放标准组织。这意味着containerd可以与符合OCI规范的其他容器工具和运行时进行互操作。

独立的容器运行时：containerd不仅仅局限于Docker,它可以作为独立的容器运行时，与多个容器编排系统和工具集成，从而为用户提供更多选择。

总体而言，containerd的起源是为了简化容器运行时的管理，并为容器生态系统提供一个开放、标准化的基础。其发展不仅服务于Docker生态系统，还为整个容器领域提供了一个通用的、可扩展的容器运行时。

3.核心组件解析

（1）storage（存储）

content（内容）

功能：content存储了容器镜像的实际数据。这包括文件系统层和元数据，用于创建和管理容器的基础文件系统。

Snapshot（快照）

功能． snapshot存储容器的快照数据。每个容器都可以有一个或多个快照，允许它们共享相同的文件系统层，提高效率。

Diff（差异）

功能：Diff存储容器文件系统层之间的差异。当容器运行时需要修改文件系统时，会在己有的文件系统层上创建一个差异层，以保存变更。

（2)Metadata（元数据）

Images（镜像）

功能：Images存储容器镜像的元数据，包括镜像的标签、大小、创建时间等信息。Metadata中的Images 组件允许容器对镜像进行管理和操作。

Containers（容器）

功能：containers存储容器的元数据，包括容器的状态、配置信息、网络设置等。这部分元数据使得容器能够有效地管理容器的生命周期。

（3)Runtime（运行时）

Tasks（任务）

Tasks包含容器内的进程组。每个容器运行时都有关联的Task,它负责管理容器内的所有进程。

Tasks与Shim一起工作，维护容器的状态。

Events（事件）

功能． Events组件记录了容器的各种事件，如容器的创建、启动、停止等。这些事件可以用于监控和日志记录，帮助用户了解容器系统的运行状况。

二.Containerd基本操作

1.镜像类操作

(1)拉取镜像

[root@localhost ~] ctr images pull hub.atomgit. com/amd64/nginx: 1.25.2-perl

(2)查看镜像

[root@localhost ~] ctr images ls

(3)监测本地镜像

[root@localhost ~] ctr images check

(4)重新打标签

[root@localhost ~] ctr images tag 原镜像名 新镜像名

(5)删除镜像

[root@localhost ~] ctr images rm 镜像名

(6)挂载镜像到主机目录

ctr images mount 镜像名:TAG 要挂载的目录/挂载点

(7)取消挂载

ctr images unmount 挂载点

(8)导出镜像

ctr images export --all-platforms 导出后的文件名 镜像名

(9)导入镜像

ctr images import  文件名   

2.容器类操作

(1)创建容器

ctr containers create 镜像名 容器名

(2)查看容器的详细信息

ctr containers info 容器名

(3)删除容器

ctr containers rm 容器名

3.任务类操作
 

  (1)启动容器任务

ctr task start -d  镜像名

(2)查看容器任务

ctr task ls

(3)进入容器里面      

ctr task exec --extc-id 0 -t nginx sh     //--exec-id 可以随便写不重复即可

(4)暂停容器任务

ctr task pause 容器名

(5)恢复容器

ctr task resume 容器名

(6)杀死容器任务

ctr task kill 容器名

(7)删除容器任务

ctr task rm 容器名

//虽然已经删除了任务，但是在创建任务时，也创建了一个同名的快照，即便已经删除了任务也可使用“ctr task start -d 容器名”命令，利用此快照将已删除的任务启动起来，使得此容器恢复运行

 

(8)获取容器的内存、CPU和PID的限额与使用量

ctr task metrics 容器名

(9)查看所有进程在宿主机的PID

ctr task ps 容器名

(10)列出当前所有插件

ctr plugins ls

(11)查看所有命名空间

ctr ns ls

(12)创建命名空间

ctr ns create 命名空间名称

(13)删除命名空间

ctr ns rm 命名空间名称

在操作时通过-n来指定命名空间，不指定则在默认命名空间default中操作