容器运行时云原生网络【免费下载链接】rkt[Project ended] rkt is a pod-native container engine for Linux. It is composable, secure, and built on standards.项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/rk/rkt点击查看免费下载导读本文以 rkt 官方文档 Documentation/app-container.md 为骨架系统讲解 rkt 所依赖的 App Containerappc开放规范它定义了应用容器镜像格式ACI、运行时环境与发现协议而 rkt 的原生镜像格式与运行时环境正是该规范的直接实现。读完本文你将掌握 ACI 的组成结构与构建工具、Pod 这一基本执行单元的设计语义、rkt 作为 Application Container ExecutorACE的验证方法并理解 rkt 如何通过源码层面复用appc/spec与docker2aci来落地上层规范。appc定义如何在容器中运行应用的开放规范App Container简称 appc是一个开放规范它定义了如何在容器中运行应用程序的若干核心方面镜像格式image format应用程序如何被打包、分发与校验运行时环境runtime environment容器如何获得名称、资源约束、网络上下文等执行所需信息发现协议discovery protocol如何根据镜像名称解析并获取镜像。rkt 的原生镜像格式和运行时环境直接采用该规范所定义的标准从而保证写一次镜像处处可运行的互操作性。需要说明的是截至 2016 年底appc 除了小幅修补外已不再积极开发但它功能完整且稳定rkt 将持续支持未来版本的 rkt 可能增加对 OCI 格式的原生支持。这是理解 rkt 技术选型背景的重要前提——rkt 本质上是一份 appc 规范的工程实现而不是凭空发明的新容器格式。ACIrkt 使用的应用容器镜像格式ACI 的结构与内容appc 定义并由 rkt 使用的镜像格式称为Application Container Image应用容器镜像缩写为ACI。一个 ACI 本质上是一个简单的tarball 包归档文件其中包含rootfs应用执行所需的全部文件即容器内的完整根文件系统Image Manifest镜像清单一份 JSON 文档定义镜像的默认执行参数如默认执行的命令exec、运行用户/组与默认资源约束如 CPU、内存限制。两者以规范定义的目录布局和文件位置打包在一起使任意符合规范的运行时都能解包并运行该镜像。从源码层面可以印证这一结构pkg/aci/aci.go 中的NewImageWriter实现了基于给定 manifest 生成 ACI 归档的写入器Close()方法在归档收尾时通过addManifest将镜像清单以aci.ManifestFile名义写入归档见 pkg/aci/aci.go而addFileNow则以 0644 权限写入普通文件条目。同时该包复用了上游github.com/appc/spec/aci与github.com/appc/spec/schema的数据结构来操作 ACI——这正是文档所述rkt 使用上游 appc/spec 仓库的 schema 和代码来操作 ACI的代码级证据。构建与转换 ACI 的工具链ACI 可以使用多种工具构建acbuild以命令式方式逐层构建 ACIactoolappc/spec 仓库自带的构建工具goaciGo 语言项目的 ACI 构建工具。对于存量 Docker 镜像可以使用docker2aci将其转换为 ACI。rkt 甚至会自动完成这一转换当你以docker://前缀引用 Docker 镜像时rkt 会透明地拉取并转换为 ACI 再运行无需用户手动介入。该自动转换的实际执行逻辑位于 rkt/image/dockerfetcher.godockerFetcher.Hash()调用d2acommon.ParseDockerURL解析docker://[REGISTRY_HOST[:REGISTRY_PORT]/]IMAGE_NAME[:TAG]形式的 URLfetch()则通过docker2aci.ConvertRemoteRepo将远程 Docker 仓库转换为squashed压缩合并的ACI 文件再交给imagestore.Store.WriteACI存入本地镜像库见 rkt/image/dockerfetcher.go。由于 Docker 镜像不支持签名验证使用docker://拉取时必须以--insecure-optionsimage关闭镜像签名校验下文详细说明。运行时参数可覆盖性ACI 镜像清单中定义的大多数参数都可以在运行时由 rkt 覆盖。最典型的例子是rkt run允许用户为镜像提供自定义的 exec 参数例如rkt run example.com/worker -- --loglevel verbose会把--loglevel verbose追加为应用的执行参数--exec、--user、--group、--cpu、--memory等标志也可以分别覆盖镜像中的默认可执行文件、运行用户/组与资源隔离器。这一点体现了镜像定义默认值、运行时决定实际值的设计哲学也是 rkt 灵活性的来源之一。Podsappc 定义的基本执行单元Pod 的语义appc 将Pod荚定义为基本执行单元一个 Pod 是一个或多个应用镜像ACI的分组可以对整个 Pod 施加额外的元数据例如在 Pod 级别应用资源约束从而为 Pod 内所有应用形成一个外边界outer bound——任何应用自身的约束都不得超过该边界Pod 内的所有镜像在共享的上下文中执行包括共享网络networking。因此 Pod 提供了一个多进程、共享网络、统一资源边界的执行环境与单容器模型形成鲜明对比。rkt 中的 Pod 与 Kubernetes Pod 的一致性rkt 中的 Pod 概念与 Kubernetes 中定义的 Pod 在概念上一致两者都强调一组共享生命周期与网络命名空间的容器集合。这也是 rkt 早期被设计为 Kubernetes 运行时kubelet 的--container-runtimerkt选项的底层原因——容器引擎的抽象层级与编排系统保持一致减少了语义转换成本。Pod 在 rkt 中的工程实现从源码结构看Pod 的工程实现由 pkg/pod/pods.go 承载。该文件中的Pod结构体反映了 Pod 及其生命周期状态其生命周期状态机embryo → preparing → prepared → running → exited以及垃圾回收相关的 exited-garbage / garbage 等状态通过文件系统目录pods/embryo、pods/prepare、pods/prepared、pods/run、pods/exited-garbage、pods/garbage配合文件锁来表达见 pkg/pod/pods.go。每个 Pod 通过NewPod分配一个 UUID并在ToPreparing/ToPrepared/ToRun等方法中完成状态迁移与目录重命名pkg/pod/pods.go。Pod 内的应用清单由Pod Manifest运行时清单表达。当用户不提供 pod manifest 时stage0.Prepare会调用generatePodManifest依据 CLI 参数生成见 stage0/run.go当用户通过--pod-manifest提供清单文件时则走validatePodManifest进行校验并逐应用校验镜像 ID、从本地镜像库读取对应 Image Manifest、检查重复应用名与端口转发合法性stage0/run.go。--pod-manifest模式下镜像必须已在本地 store 中rkt 不会进行发现或拉取。验证 rkt 作为 appc 实现ACE 与 Metadata Servicerkt 实现的两大运行时组件rkt 实现了 appc 规范的两个运行时组件Application Container ExecutorACE应用容器执行器负责实际拉取、准备并运行 ACI 的核心执行部分Metadata Service元数据服务为运行中的应用提供一种自省执行环境、查询 pod/镜像清单、查找注解并基于 HMAC token 提供可加密验证的 Pod 身份的服务。此外rkt 使用上游 appc/spec 仓库的 schema 和代码来操作 ACI、处理镜像与 Pod 清单并执行镜像发现。使用 ACE 验证镜像执行规范合规性为验证 rkt 成功实现了 appc 规范的 ACE 部分官方文档推荐使用 App Container 的验证用 ACIvalidation ACIs。执行方式如下# rkt metadata-service # 确保元数据服务正在运行 # rkt --insecure-optionsimage run \ --mds-register \ --volumedatabase,kindhost,source/tmp \ https://github.com/appc/spec/releases/download/v0.8.11/ace-validator-main.aci \ https://github.com/appc/spec/releases/download/v0.8.11/ace-validator-sidekick.aci这条命令的关键要素逐项拆解rkt metadata-service 先在后台启动元数据服务供--mds-register注册 Pod 使用。元数据服务的实现位于 rkt/metadata_service.go它默认监听/run/rkt/metadata-svc.sock这个 Unix socket 接收注册事件同时监听 TCP 端口 18112 供容器内应用通过AC_METADATA_URL环境变量访问参见 Documentation/subcommands/metadata-service.md。--insecure-optionsimage因为验证 ACI 通过 HTTPS URL 直接下载需要允许跳过镜像签名验证--mds-register让 rkt 在stage0.Run中通过registerPod将 Pod 及其应用清单注册到元数据服务并获得一个 16 字节随机数生成的 token 作为身份凭证见 stage0/registration.go该注册走的是Unix socket与容器内应用访问元数据所用的 TCP 端口是两条路径--volumedatabase,kindhost,source/tmp将宿主机的/tmp目录以 host 类型卷挂载进 Pod验证 ACI 测试文件卷挂载能力两个验证 ACImain 与 sidekickace-validator-main.aci是主验证容器ace-validator-sidekick.aci是伴随容器二者共同组成一个完整的验证 Pod。验证通过后ace-validator-main会输出各测试阶段的... OK结果。这一流程在仓库测试中也有自动化对应tests/rkt_ace_validator_test.go中的TestAceValidator会先LaunchMDS()启动元数据服务再以--insecure-optionsimage run --mds-register --volume database,kindempty运行验证 ACI并用正则ace-validator-(?:main|sidekick)\[\d\]: ([[:alpha:]]) OK解析输出、断言prestart、main、sidekick等阶段全部通过见 tests/rkt_ace_validator_test.go。元数据服务的配套使用细节要让验证 Pod 内的应用能真正访问元数据服务Pod 必须能到达宿主机上的该服务因此--mds-register需要配合--netdefault或default-restricted、host等具备宿主机连通性的网络模式使用若配合--netnone则会报错该约束在 rkt/run.go 中有明确校验。这与验证命令中隐含的默认网络设置是配套的。元数据服务还支持 systemd socket activation 场景此时 socket 必须命名为/run/rkt/metadata-svc.sock并建议在.socket文件中使用RemoveOnStop指令清理 socket 文件。rkt 对 Docker 镜像的透明转换一个 ACI 生态的实战补充虽然 Documentation/app-container.md 的核心是 appc/ACI/Pod 概念但文档明确提到rkt 会自动将 Docker 镜像转换为 ACI因此这里给出可直接落地的操作示例作为 ACI 生态的实战闭环。完整指南见 Documentation/running-docker-images.md。使用docker://前缀引用 Docker 镜像rkt 会从默认的 Docker Hub 拉取并自动转换# rkt --insecure-optionsimage run docker://redis rkt: fetching image from docker://redis rkt: warning: image signature verification has been disabled Downloading layer: 511136ea3c5a64f264b78b5433614aec563103b4d4702f3ba7d4d2698e22c158 ... sha512-c6d6efd98f506380ff128e473ca239ed注意事项Docker 镜像不支持签名验证因此必须配合--insecure-optionsimage否则 rkt 会拒绝拉取dockerFetcher.fetchImageFrom中显式检查该标志见 rkt/image/dockerfetcher.go默认使用 Docker Hub指定其他 registry 只需把 registry 写进镜像引用如rkt --insecure-optionsimage fetch docker://quay.io/zanui/nginx拉取完成后sha512-...是转换后 ACI 的镜像 ID之后可直接用该 hash 运行rkt --insecure-optionsimage run sha512-c6d6efd98f506380ff128e473ca239ed。从调用链看rkt run/rkt fetch首先经过 rkt/image/finder.go 的Finder.FindImage若参数是合法 hash 则直接从本地 store 解析否则通过Fetcher依据镜像字符串判定分发类型Docker 分发、ACI 归档、appc 名称发现或普通 HTTP 地址再委派给对应的 fetcher 执行拉取rkt/image/finder.go。总结rkt 的容器模型完全建立在 appc 开放规范之上具体表现为三个层次镜像层以 ACI 作为标准镜像格式rootfs Image Manifest 的 tarball可通过 acbuild/actool/goaci 构建、docker2aci 转换且镜像内的大多数参数都能在运行时被rkt run覆盖执行单元层以 Pod 作为基本执行单元支持多镜像共享网络与统一的资源外边界该概念与 Kubernetes Pod 保持一致并经由 pkg/pod/pods.go 以目录 锁的机制实现完整生命周期管理验证层rkt 实现 appc 的 ACE 与 Metadata Service 两个运行时组件官方通过ace-validator-main.aciace-validator-sidekick.aci组成验证 Pod配合元数据服务与卷挂载完成规范符合性验证该流程也被tests/rkt_ace_validator_test.go固化为自动化测试。理解这一规范驱动实现的架构是深入掌握 rkt 的镜像处理、Pod 生命周期、网络与安全模型的前提——无论你是想基于 rkt 构建工具链还是对照 appc 规范做二次实现本文所梳理的镜像格式、执行单元与验证路径都能直接作为切入点。赞分享容器运行时云原生网络【免费下载链接】rkt[Project ended] rkt is a pod-native container engine for Linux. 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