可以像 Docker 一样方便的使用 Containerd 吗?

云计算
nerdctl 是一个与 docker cli 风格兼容的 containerd 客户端工具,而且直接兼容 docker compose 的语法的,这就大大提高了直接将 containerd 作为本地开发、测试或者单机容器部署使用的效率。

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前面我们介绍了可以使用 ctr 操作管理 containerd 镜像容器,但是大家都习惯了使用 docker cli,ctr 使用起来可能还是不太顺手,为了能够让大家更好的转到 containerd 上面来,社区提供了一个新的命令行工具:nerdctl(https://github.com/containerd/nerdctl)。nerdctl 是一个与 docker cli 风格兼容的 containerd 客户端工具,而且直接兼容 docker compose 的语法的,这就大大提高了直接将 containerd 作为本地开发、测试或者单机容器部署使用的效率。

安装

同样直接在 GitHub Release 页面下载对应的压缩包解压到 PATH 路径下即可:

  1. # 如果没有安装 containerd,则可以下载 nerdctl-full-<VERSION>-linux-amd64.tar.gz 包进行安装 
  2. ➜  ~ wget https://github.com/containerd/nerdctl/releases/download/v0.11.0/nerdctl-0.11.0-linux-amd64.tar.gz 
  3. # 如果有限制,也可以替换成下面的 URL 加速下载 
  4. # wget https://download.fastgit.org/containerd/nerdctl/releases/download/v0.11.0/nerdctl-0.11.0-linux-amd64.tar.gz 
  5. ➜  ~ mkdir -p /usr/local/containerd/bin/ && tar -zxvf nerdctl-0.11.0-linux-amd64.tar.gz nerdctl && mv nerdctl /usr/local/containerd/bin/ 
  6. ➜  ~ ln -s /usr/local/containerd/bin/nerdctl /usr/local/bin/nerdctl 
  7. ➜  ~ nerdctl version 
  8. Client: 
  9.  Version:       v0.11.0 
  10.  Git commit:    c802f934791f83dacf20a041cd1c865f8fac954e 
  11.  
  12. Server: 
  13.  containerd: 
  14.   Version:      v1.5.5 
  15.   Revision:     72cec4be58a9eb6b2910f5d10f1c01ca47d231c0 

安装完成后接下来学习下 nerdctl 命令行工具的使用。

命令

Run&Exec

nerdctl run

和 docker run 类似可以使用 nerdctl run 命令运行容器,例如:

  1. ➜  ~ nerdctl run -d -p 80:80 --name=nginx --restart=always nginx:alpine 
  2. docker.io/library/nginx:alpine:                                                   resolved       |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| 
  3. index-sha256:bead42240255ae1485653a956ef41c9e458eb077fcb6dc664cbc3aa9701a05ce:    done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| manifest-sha256:ce6ca11a3fa7e0e6b44813901e3289212fc2f327ee8b1366176666e8fb470f24: done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| config-sha256:7ce0143dee376bfd2937b499a46fb110bda3c629c195b84b1cf6e19be1a9e23b:   done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| elapsed: 5.3 s                                                                    total:  3.1 Ki (606.0 B/s)                                       6e489777d2f73dda8a310cdf8da9df38353c1aa2021d3c2270b30eff1806bcf8 

可选的参数使用和 docker run 基本一致,比如 -i、-t、--cpus、--memory 等选项,可以使用 nerdctl run --help 获取可使用的命令选项:

  1. ➜  ~ nerdctl run --help 
  2. NAME
  3.    nerdctl run - Run a command in a new container 
  4.  
  5. USAGE: 
  6.    nerdctl run [command options] [arguments...] 
  7.  
  8. OPTIONS: 
  9.    --help                        show help (default: false) 
  10.    --tty, -t                     (Currently -t needs to correspond to -i) (default: false) 
  11.    --interactive, -i             Keep STDIN open even if not attached (default: false) 
  12.    --detach, -d                  Run container in background and print container ID (default: false) 
  13.    --restart value               Restart policy to apply when a container exits (implemented values: "no"|"always") (default: "no") 
  14.    --rm                          Automatically remove the container when it exits (default: false) 
  15.    --pull value                  Pull image before running ("always"|"missing"|"never") (default: "missing") 
  16.    --network value, --net value  Connect a container to a network ("bridge"|"host"|"none") (default: "bridge") 
  17.    --dns value                   Set custom DNS servers (default: "8.8.8.8", "1.1.1.1") 
  18.    --publish value, -p value     Publish a container's port(s) to the host 
  19.    --hostname value, -h value    Container host name 
  20.    --cpus value                  Number of CPUs (default: 0) 
  21.    --memory value, -m value      Memory limit 
  22.    --pid value                   PID namespace to use 
  23.    --pids-limit value            Tune container pids limit (set -1 for unlimited) (default: -1) 
  24.    --cgroupns value              Cgroup namespace to use, the default depends on the cgroup version ("host"|"private") (default: "host") 
  25.    --cpuset-cpus value           CPUs in which to allow execution (0-3, 0,1) 
  26.    --cpu-shares value            CPU shares (relative weight) (default: 0) 
  27.    --device value                Add a host device to the container 
  28.    --user value, -u value        Username or UID (format: <name|uid>[:<group|gid>]) 
  29.    --security-opt value          Security options 
  30.    --cap-add value               Add Linux capabilities 
  31.    --cap-drop value              Drop Linux capabilities 
  32.    --privileged                  Give extended privileges to this container (default: false) 
  33.    --runtime value               Runtime to use for this container, e.g. "crun", or "io.containerd.runsc.v1" (default: "io.containerd.runc.v2") 
  34.    --sysctl value                Sysctl options 
  35.    --gpus value                  GPU devices to add to the container ('all' to pass all GPUs) 
  36.    --volume value, -v value      Bind mount a volume 
  37.    --read-only                   Mount the container's root filesystem as read only (default: false) 
  38.    --rootfs                      The first argument is not an image but the rootfs to the exploded container (default: false) 
  39.    --entrypoint value            Overwrite the default ENTRYPOINT of the image 
  40.    --workdir value, -w value     Working directory inside the container 
  41.    --env value, -e value         Set environment variables 
  42.    --env-file value              Set environment variables from file 
  43.    --name value                  Assign a name to the container 
  44.    --label value, -l value       Set meta data on a container 
  45.    --label-file value            Read in a line delimited file of labels 
  46.    --cidfile value               Write the container ID to the file 
  47.    --shm-size value              Size of /dev/shm 

nerdctl exec

同样也可以使用 exec 命令执行容器相关命令,例如:

  1. ➜  ~ nerdctl exec -it nginx /bin/sh 
  2. / # date 
  3. Thu Aug 19 06:43:19 UTC 2021 
  4. / # 

容器管理

nerdctl ps:列出容器

使用 nerdctl ps 命令可以列出所有容器。

  1. ➜  ~ nerdctl ps 
  2. CONTAINER ID    IMAGE                             COMMAND                   CREATED           STATUS    PORTS                 NAMES 
  3. 6e489777d2f7    docker.io/library/nginx:alpine    "/docker-entrypoint.…"    10 minutes ago    Up        0.0.0.0:80->80/tcp    nginx 

同样可以使用 -a 选项显示所有的容器列表,默认只显示正在运行的容器,不过需要注意的是 nerdctl ps 命令并没有实现 docker ps 下面的 --filter、--format、--last、--size 等选项。

nerdctl inspect:获取容器的详细信息。

  1. ➜  ~ nerdctl inspect nginx 
  2.     { 
  3.         "Id""6e489777d2f73dda8a310cdf8da9df38353c1aa2021d3c2270b30eff1806bcf8"
  4.         "Created""2021-08-19T06:35:46.403464674Z"
  5.         "Path""/docker-entrypoint.sh"
  6.         "Args": [ 
  7.             "nginx"
  8.             "-g"
  9.             "daemon off;" 
  10.         ], 
  11.         "State": { 
  12.             "Status""running"
  13.             "Running"true
  14.             "Paused"false
  15.             "Pid": 2002, 
  16.             "ExitCode": 0, 
  17.             "FinishedAt""0001-01-01T00:00:00Z" 
  18.         }, 
  19.         "Image""docker.io/library/nginx:alpine"
  20.         "ResolvConfPath""/var/lib/nerdctl/1935db59/containers/default/6e489777d2f73dda8a310cdf8da9df38353c1aa2021d3c2270b30eff1806bcf8/resolv.conf"
  21.         "LogPath""/var/lib/nerdctl/1935db59/containers/default/6e489777d2f73dda8a310cdf8da9df38353c1aa2021d3c2270b30eff1806bcf8/6e489777d2f73dda8a310cdf8da9df38353c1aa2021d3c2270b30eff1806bcf8-json.log"
  22.         "Name""nginx"
  23.         "Driver""overlayfs"
  24.         "Platform""linux"
  25.         "AppArmorProfile""nerdctl-default"
  26.         "NetworkSettings": { 
  27.             "Ports": { 
  28.                 "80/tcp": [ 
  29.                     { 
  30.                         "HostIp""0.0.0.0"
  31.                         "HostPort""80" 
  32.                     } 
  33.                 ] 
  34.             }, 
  35.             "GlobalIPv6Address"""
  36.             "GlobalIPv6PrefixLen": 0, 
  37.             "IPAddress""10.4.0.3"
  38.             "IPPrefixLen": 24, 
  39.             "MacAddress""f2:b1:8e:a2:fe:18"
  40.             "Networks": { 
  41.                 "unknown-eth0": { 
  42.                     "IPAddress""10.4.0.3"
  43.                     "IPPrefixLen": 24, 
  44.                     "GlobalIPv6Address"""
  45.                     "GlobalIPv6PrefixLen": 0, 
  46.                     "MacAddress""f2:b1:8e:a2:fe:18" 
  47.                 } 
  48.             } 
  49.         } 
  50.     } 

可以看到显示结果和 docker inspect 也基本一致的。

nerdctl logs:获取容器日志

查看容器日志是我们平时经常会使用到的一个功能,同样我们可以使用 nerdctl logs 来获取日志数据:

  1. ➜  ~ nerdctl logs -f nginx 
  2. ...... 
  3. 2021/08/19 06:35:46 [notice] 1#1: start worker processes 
  4. 2021/08/19 06:35:46 [notice] 1#1: start worker process 32 
  5. 2021/08/19 06:35:46 [notice] 1#1: start worker process 33 

同样支持 -f、-t、-n、--since、--until 这些选项。

nerdctl stop:停止容器

  1. ➜  ~ nerdctl stop nginx 
  2. nginx 
  3. ➜  ~ nerdctl ps 
  4. CONTAINER ID    IMAGE    COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES 
  5. ➜  ~ nerdctl ps -a 
  6. CONTAINER ID    IMAGE                             COMMAND                   CREATED           STATUS    PORTS                 NAMES 
  7. 6e489777d2f7    docker.io/library/nginx:alpine    "/docker-entrypoint.…"    20 minutes ago    Up        0.0.0.0:80->80/tcp    nginx 

nerdctl rm:删除容器

  1. ➜  ~ nerdctl rm nginx 
  2. You cannot remove a running container f4ac170235595f28bf962bad68aa81b20fc83b741751e7f3355bd77d8016462d. Stop the container before attempting removal or force remove 
  3. ➜  ~ nerdctl rm -f ginx 
  4. nginx 
  5. ➜  ~ nerdctl ps 
  6. CONTAINER ID    IMAGE    COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES 

要强制删除同样可以使用 -f 或 --force 选项来操作。

镜像管理

nerdctl images:镜像列表

  1. ➜  ~ nerdctl images 
  2. REPOSITORY    TAG       IMAGE ID        CREATED           SIZE 
  3. alpine        latest    eb3e4e175ba6    6 days ago        5.9 MiB 
  4. nginx         alpine    bead42240255    29 minutes ago    16.0 KiB 

也需要注意的是没有实现 docker images 的一些选项,比如 --all、--digests、--filter、--format。

nerdctl pull:拉取镜像

  1. ➜  ~ nerdctl image rm busybox 
  2. Untagged: docker.io/library/busybox:latest@sha256:0f354ec1728d9ff32edcd7d1b8bbdfc798277ad36120dc3dc683be44524c8b60 
  3. Deleted: sha256:5b8c72934dfc08c7d2bd707e93197550f06c0751023dabb3a045b723c5e7b373 
  4. docker.io/library/busybox:latest:                                                 resolved       |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| 
  5. index-sha256:0f354ec1728d9ff32edcd7d1b8bbdfc798277ad36120dc3dc683be44524c8b60:    done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| 
  6. manifest-sha256:dca71257cd2e72840a21f0323234bb2e33fea6d949fa0f21c5102146f583486b: done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| config-sha256:69593048aa3acfee0f75f20b77acb549de2472063053f6730c4091b53f2dfb02:   done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| layer-sha256:b71f96345d44b237decc0c2d6c2f9ad0d17fde83dad7579608f1f0764d9686f2:    done           |++++++++++++++++++++++++++++++++++++++| elapsed: 5.7 s                                                                    total:  752.8  (132.0 KiB/s) 

nerdctl push:推送镜像

当然在推送镜像之前也可以使用 nerdctl login 命令登录到镜像仓库,然后再执行 push 操作。

可以使用 nerdctl login --username xxx --password xxx 进行登录,使用 nerdctl logout 可以注销退出登录。

nerdctl tag:镜像标签

使用 tag 命令可以为一个镜像创建一个别名镜像:

  1. ➜  ~ nerdctl images 
  2. REPOSITORY    TAG                  IMAGE ID        CREATED           SIZE 
  3. busybox       latest               0f354ec1728d    6 minutes ago     1.3 MiB 
  4. nginx         alpine               bead42240255    41 minutes ago    16.0 KiB 
  5. ➜  ~ nerdctl tag nginx:alpine harbor.k8s.local/course/nginx:alpine 
  6. ➜  ~ nerdctl images 
  7. REPOSITORY                       TAG                  IMAGE ID        CREATED           SIZE 
  8. busybox                          latest               0f354ec1728d    7 minutes ago     1.3 MiB 
  9. nginx                            alpine               bead42240255    41 minutes ago    16.0 KiB 
  10. harbor.k8s.local/course/nginx    alpine               bead42240255    2 seconds ago     16.0 KiB 

nerdctl save:导出镜像

使用 save 命令可以导出镜像为一个 tar 压缩包。

  1. ➜  ~ nerdctl save -o busybox.tar.gz busybox:latest 
  2. ➜  ~ ls -lh busybox.tar.gz 
  3. -rw-r--r-- 1 root root 761K Aug 19 15:19 busybox.tar.gz 

nerdctl rmi:删除镜像

  1. ➜  ~ nerdctl rmi busybox 
  2. Untagged: docker.io/library/busybox:latest@sha256:0f354ec1728d9ff32edcd7d1b8bbdfc798277ad36120dc3dc683be44524c8b60 
  3. Deleted: sha256:5b8c72934dfc08c7d2bd707e93197550f06c0751023dabb3a045b723c5e7b373 

nerdctl load:导入镜像

使用 load 命令可以将上面导出的镜像再次导入:

  1. ➜  ~ nerdctl load -i busybox.tar.gz 
  2. unpacking docker.io/library/busybox:latest (sha256:0f354ec1728d9ff32edcd7d1b8bbdfc798277ad36120dc3dc683be44524c8b60)...done 

使用 -i 或 --input 选项指定需要导入的压缩包。

镜像构建

镜像构建是平时我们非常重要的一个需求,我们知道 ctr 并没有构建镜像的命令,而现在我们又不使用 Docker 了,那么如何进行镜像构建了,幸运的是 nerdctl 就提供了 nerdctl build 这样的镜像构建命令。

nerdctl build:从 Dockerfile 构建镜像

比如现在我们定制一个 nginx 镜像,新建一个如下所示的 Dockerfile 文件:

  1. FROM nginx 
  2. RUN echo '这是一个基于containerd使用nerdctl构建的nginx镜像' > /usr/share/nginx/html/index.html 

然后在文件所在目录执行镜像构建命令:

  1. ➜  ~ nerdctl build -t nginx:nerdctl -f Dockerfile . 
  2. FATA[0000] `buildctl` needs to be installed and `buildkitd` needs to be running, see https://github.com/moby/buildkit: exec"buildctl": executable file not found in $PATH 

可以看到有一个错误提示,需要我们安装 buildctl 并运行 buildkitd,这是因为 nerdctl build 需要依赖 buildkit 工具。

buildkit 项目也是 Docker 公司开源的一个构建工具包,支持 OCI 标准的镜像构建。它主要包含以下部分:

  • 服务端 buildkitd:当前支持 runc 和 containerd 作为 worker,默认是 runc,我们这里使用 containerd
  • 客户端 buildctl:负责解析 Dockerfile,并向服务端 buildkitd 发出构建请求

buildkit 是典型的 C/S 架构,客户端和服务端是可以不在一台服务器上,而 nerdctl 在构建镜像的时候也作为 buildkitd 的客户端,所以需要我们安装并运行 buildkitd。

所以接下来我们先来安装 buildkit:

  1. ➜  ~ wget https://github.com/moby/buildkit/releases/download/v0.9.0/buildkit-v0.9.0.linux-amd64.tar.gz 
  2. # 如果有限制,也可以替换成下面的 URL 加速下载 
  3. # wget https://download.fastgit.org/moby/buildkit/releases/download/v0.9.0/buildkit-v0.9.0.linux-amd64.tar.gz 
  4. ➜  ~ tar -zxvf buildkit-v0.9.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/containerd/ 
  5. bin/ 
  6. bin/buildctl 
  7. bin/buildkit-qemu-aarch64 
  8. bin/buildkit-qemu-arm 
  9. bin/buildkit-qemu-i386 
  10. bin/buildkit-qemu-mips64 
  11. bin/buildkit-qemu-mips64el 
  12. bin/buildkit-qemu-ppc64le 
  13. bin/buildkit-qemu-riscv64 
  14. bin/buildkit-qemu-s390x 
  15. bin/buildkit-runc 
  16. bin/buildkitd 
  17. ➜  ~ ln -s /usr/local/containerd/bin/buildkitd /usr/local/bin/buildkitd 
  18. ➜  ~ ln -s /usr/local/containerd/bin/buildctl /usr/local/bin/buildctl 

这里我们使用 Systemd 来管理 buildkitd,创建如下所示的 systemd unit 文件:

  1. ➜  ~ cat /etc/systemd/system/buildkit.service 
  2. [Unit] 
  3. Description=BuildKit 
  4. Documentation=https://github.com/moby/buildkit 
  5.  
  6. [Service] 
  7. ExecStart=/usr/local/bin/buildkitd --oci-worker=false --containerd-worker=true 
  8.  
  9. [Install] 
  10. WantedBy=multi-user.target 

然后启动 buildkitd:

  1. ➜  ~ systemctl daemon-reload 
  2. ➜  ~ systemctl enable buildkit --now 
  3. Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/buildkit.service → /etc/systemd/system/buildkit.service. 
  4. ➜  ~ systemctl status buildkit 
  5. ● buildkit.service - BuildKit 
  6.      Loaded: loaded (/etc/systemd/system/buildkit.service; enabled; vendor preset: enabled) 
  7.      Memory: 8.6M 
  8.      CGroup: /system.slice/buildkit.service 
  9.              └─5779 /usr/local/bin/buildkitd --oci-worker=false --containerd-worker=true 
  10.  
  11. Aug 19 16:03:10 ydzsio systemd[1]: Started BuildKit. 
  12. Aug 19 16:03:10 ydzsio buildkitd[5779]: time="2021-08-19T16:03:10+08:00" level=warning msg="using host network as the default" 
  13. Aug 19 16:03:10 ydzsio buildkitd[5779]: time="2021-08-19T16:03:10+08:00" level=info msg="found worker \"euznuelxhxb689bc5of7pxmbc\", labels> 
  14. Aug 19 16:03:10 ydzsio buildkitd[5779]: time="2021-08-19T16:03:10+08:00" level=info msg="found 1 workers, default=\"euznuelxhxb689bc5of7pxm> 
  15. Aug 19 16:03:10 ydzsio buildkitd[5779]: time="2021-08-19T16:03:10+08:00" level=warning msg="currently, only the default worker can be used." 
  16. Aug 19 16:03:10 ydzsio buildkitd[5779]: time="2021-08-19T16:03:10+08:00" level=info msg="running server on /run/buildkit/buildkitd.sock" 

现在我们再来重新构建镜像:

图片

nerdctl 构建镜像

构建完成后查看镜像是否构建成功:

  1. ➜  ~ nerdctl images 
  2. WARN[0000] unparsable image name "overlayfs@sha256:d5b9b9e4c930f30340650cb373f62f97c93ee3b92c83f01c6e00b7b87d62c624" 
  3. REPOSITORY    TAG        IMAGE ID        CREATED               SIZE 
  4. nginx         latest     4d4d96ac750a    4 minutes ago         16.0 KiB 
  5. nginx         nerdctl    d5b9b9e4c930    About a minute ago    24.0 KiB 
  6.                          d5b9b9e4c930    About a minute ago    24.0 KiB 

我们可以看到已经有我们构建的 nginx:nerdctl 镜像了,不过出现了一个 WARN[0000] unparsable image name "xxx" 的 Warning 信息,在镜像列表里面也可以看到有一个镜像 tag 为空的镜像,和我们构建的镜像 ID 一样,在 nerdctl 的 github issue 上也有提到这个问题:https://github.com/containerd/nerdctl/issues/177,不过到现在为止还没有 FIX,幸运的是这只是一个⚠️,不会影响我们的使用。

接下来使用上面我们构建的镜像来启动一个容器进行测试:

  1. ➜  ~ nerdctl run -d -p 80:80 --name=nginx --restart=always nginx:nerdctl 
  2. f8f639cb667926023231b13584226b2c7b856847e0a25bd5f686b9a6e7e3cacd 
  3. ➜  ~ nerdctl ps 
  4. CONTAINER ID    IMAGE                              COMMAND                   CREATED         STATUS    PORTS                 NAMES 
  5. f8f639cb6679    docker.io/library/nginx:nerdctl    "/docker-entrypoint.…"    1 second ago    Up        0.0.0.0:80->80/tcp    nginx 
  6. ➜  ~ curl localhost 
  7. This is a nerdctl build's nginx image base on containerd 

这样我们就使用 nerdctl + buildkitd 轻松完成了容器镜像的构建。

当然如果你还想在单机环境下使用 Docker Compose,在 containerd 模式下,我们也可以使用 nerdctl 来兼容该功能。同样我们可以使用 nerdctl compose、nerdctl compose up、nerdctl compose logs、nerdctl compose build、nerdctl compose down 等命令来管理 Compose 服务。这样使用 containerd、nerdctl 结合 buildkit 等工具就完全可以替代 docker 在镜像构建、镜像容器方面的管理功能了。

 

责任编辑:姜华 来源: k8s技术圈
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