ContainerD 容器目錄結構探究

啟動容器

作為開始，我們需要去啟動一個容器。

你可以通過命令行的方式來啟動一個容器，例如：

ctr i pull docker.io/library/nginx:alpine
ctr c create docker.io/library/nginx:alpine nginx
ctr task start -d nginx

或者一步到位：

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

也可以通過編程的方式來啟動

import (
  "context"

  "github.com/containerd/containerd"
  "github.com/containerd/containerd/cio"
  "github.com/containerd/containerd/namespaces"
)


func main() {
	client, err := containerd.New("/run/containerd/containerd.sock")
	defer client.Close()
    
    context = context.Background()
    // create a context for docker
    redis, err := client.NewContainer(context, "redis-master")
    defer redis.Delete(context)
    // create a new task
    task, err := redis.NewTask(context, cio.NewCreator(cio.WithStdio))
    defer task.Delete(context)

    // the task is now running and has a pid that can be used to setup networking
    // or other runtime settings outside of containerd
    pid := task.Pid()

    // start the redis-server process inside the container
    err := task.Start(context)

    // wait for the task to exit and get the exit status
    status, err := task.Wait(context)
}

相關概念

在 containerd 中，container 這個概念特指一個元數據對象。諸如OCI運行時規范、鏡像、根文件系統和其他元數據等資源可以附加到一個 container上。例如：

redis, err := client.NewContainer(context, "redis-master",
	containerd.WithNewSnapshot("redis-rootfs", image),
	containerd.WithNewSpec(oci.WithImageConfig(image)),
)

要啟動像 docker 那樣的容器，在 containerd 中稱為 task ，一個 task 就是對進程（容器就是一個進程）的封裝。所以在上述代碼中，我們都是對一個 task 來進行這么一個 創建/進入/暫停/刪除 等操作。

在第二個參考資料中有人探討了為何這么設計。

容器存儲

containerd 有兩個不同的存儲路徑，一個用來持久化，一個用來保存運行時狀態。

root = "/var/lib/containerd"
state = "/run/containerd"

我們知道docker使用的是overlayfs2，那containerd呢？官網有這么一句話：

\(\text{containerd allows you to use overlay or snapshot filesystems with your containers. It comes with built-in support for overlayfs and btrfs.}\)

containerd 內置支持 overlayfs 和 btrfs ，overlayfs我們再熟悉不過了， btrfs 可能不太熟悉，不用慌，下面稍微介紹一下 btrfs。

我們現在安裝linux系統時有時會讓你選擇文件系統例如 ext2/ext3/ext4 等，而 btrfs 被 ext4 的作者稱贊且認為其是下一代linux標準文件系統。但是目前 btrfs 還是在開發中，生產環境中 btrfs 還是很少。

對于 overlayfs ，我們知道docker的容器分為 LowerDir 和 UpperDir ，LowerDir 為鏡像層文件，UpperDir 為容器目錄，合起來就是 MergeDir ，就是最終看到的容器目錄。那 containerd 的 LowerDir 和 UpperDir 分別在哪呢？

root@aliyun:~# mount | grep /var/lib/containerd
overlay on /run/containerd/io.containerd.runtime.v2.task/default/nginx/rootfs type overlay (rw,relatime,lowerdir=/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/7/fs:/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/6/fs:/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/5/fs:/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/4/fs:/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/3/fs:/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/2/fs:/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/1/fs,upperdir=/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/8/fs,workdir=/var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/8/work,xino=off)

使用 mount 命令，他直接就給你顯示了

參考資料

1. https://icloudnative.io/posts/getting-started-with-containerd
2. https://github.com/containerd/containerd/discussions/4458
3. [https://github.com/containerd/containerd
4. https://blog.frognew.com/2021/06/relearning-container-09.html