CNCF Containerd适配OBS开源开发任务
1 背景介绍
开源for Huawei(参考:https://developer.huaweicloud.com/programs/opensource/contributing/)通过和公司、高校、社区的开发者合作,完成鲲鹏、昇腾、欧拉、鸿蒙、高斯、云服务等与开源软件的适配开发,帮助繁荣Huawei的基础生态,同时让开源软件能够更加简单、高效的运行于华为云上。
开始之前,开发者可以下载 开源for Huawei Wiki(参考:https://gitcode.com/HuaweiCloudDeveloper/OpenSourceForHuaweiWiki/overview) 了解详细的开发步骤,技术准备,以及开发过程需要的各种资源。
2 需求分析
2.1 开源软件基本情况
1. Containerd 是一个高性能的容器运行时,用于管理容器的生命周期。它专注于为上层容器引擎(如 Docker 和 Kubernetes)提供基础设施,包括镜像传输、存储、网络、日志等核心功能。它简洁、高效,已经成为云原生生态中不可或缺的一部分。
主要功能:
容器生命周期管理 :负责创建和启动容器,配置容器的资源限制、网络设置等。监控容器的运行状态,能够暂停、恢复和停止容器。在容器退出时,进行适当的清理工作,回收资源。
镜像管理 :支持OCI镜像和Docker镜像。提高镜像的推送、拉取、存储和管理功能。支持多种镜像传输协议和存储后端(如文件系统、S3等)。
快照管理:使用 snapshotter 机制管理容器文件系统快照,实现写时复制(Copy-on-Write)。支持多种快照后端(如 OverlayFS、Btrfs、ZFS、Devmapper)。
网络管理:支持与 CNI(容器网络接口)集成,提供容器网络管理功能。能够配置容器的网络命名空间和网络堆栈。
多平台支持:提供对多种操作系统和硬件架构的支持,如 Linux、Windows 以及 ARM 架构。
插件化设计:containerd 采用模块化设计,允许开发者为其编写插件,扩展其功能。
· 所属社区:Cloud Native Computing Foundation (CNCF) 社区 。
· License:Apache License 2.0。
· 源代码地址:https://github.com/containerd/containerd。
· 官网主页:https://containerd.io/。
· 主要开发语言:Go。
· 用户使用情况:与 Kubernetes 等流行容器编排系统深度集成,提供高效稳定的容器运行环境,提升集群性能。被各大云服务平台用于构建容器化基础设施,实现高效管理和调度容器,提高资源利用率并降低成本。许多企业在内部应用容器化部署中选择 Containerd,提高部署效率、可移植性及便于管理维护,在金融、电信、电商等行业应用较多。部分开发者在本地开发和测试环境中使用 Containerd 提供的命令行工具和 API 操作管理容器。
· 主要商业价值:
▪ 高效和稳定的容器运行时:containerd 提供了高效的容器管理方式,成为了 Docker 和 Kubernetes 的默认运行时。
▪ 云 原生的核心组件 :随着容器技术在企业中的广泛应用,containerd 成为云原生架构的基石。
▪ 灵活的容器基础设施:containerd 的模块化设计和对不同存储、网络、快照等后端的支持,使企业可以根据自己的需求自定义容器运行环境。
▪ 企业级应用场景:containerd 的高性能和简洁性使其适合在企业级环境中进行大规模部署。
2. 项目数据:Fork 3.4K, Star 17.3K, Contributor 332,最近一次提交:2024-10-09 star历史(https://star-history.com/):
2.2 任务目的和范围
本任务的主要目的是让Containerd支持华为云 OBS服务,拓展华为云OBS服务的影响力,方便Containerd的用户使用华为云服务时能够顺利对接OBS服务。同时,该任务也可以为一线的项目迁移时候的改造适配打下基础,方便用户在云上做方案选型的时候,可以选择华为云OBS服务,缩短开发周期,保证项目迁移进度,降低开发上云成本。
能力要求
完成该任务需要具备Go开发经验,熟悉Containerd的设计架构与使用。最好能够熟悉华为云OBS相关生态。能够部署搭建Containerd环境,演示DEMO会涉及少量的Vue、TypeScirpt前端(可选)。
适配任务清单
生态 |
生态细类 |
是否需要验证 |
验证逻辑说明 |
是否需要适配 |
适配场景说明 |
昇腾生态 |
指令 |
否 |
使用昇腾处理器运行应用。 |
否 |
使用昇腾指令实现适配逻辑。 |
CANN |
否 |
应用功能依赖于CANN运行。 |
否 |
使用CANN实现适配逻辑。 |
|
MindSpore |
否 |
应用功能依赖于MindSpore运行。 |
否 |
使用MindSpore实现适配逻辑。 |
|
鲲鹏生态 |
指令 |
是 |
使用鲲鹏处理器运行应用。 |
否 |
使用鲲鹏指令实现适配逻辑。 |
Euler |
是 |
使用Euler系统运行应用。 |
否 |
使用Euler系统调用实现适配逻辑。 |
|
数据库生态 |
GaussDB |
否 |
使用GaussDB功能。 |
否 |
使用GaussDB的驱动和SQL实现适配逻辑。 |
GaussDB(DWS) |
否 |
使用GaussDB(DWS)功能。 |
否 |
使用GaussDB(DWS)的驱动和SQL实现适配逻辑。 |
|
存储生态 |
OBS |
是 |
使用OBS功能。 |
是 |
基于OBS API访问实现适配逻辑。 |
鸿蒙生态 |
HarmonyOS |
否 |
使用HarmonyOS系统运行应用。 |
否 |
使用HarmonyOS系统调用实现适配逻辑。 |
3 工作量评估和任务分解
3.1 工作量评估
任务 |
人/天 |
完成华为云OBS适配功能开发 |
1 |
完成DEMO设计和代码开发 |
1 |
基于CCE容器完成环境搭建和DEMO部署、验证 |
1 |
输出开发资料和博客 |
1 |
代码推送上游社区和更新社区资料 |
1 |
总计 |
5人天 |
3.2 完成OBS服务适配功能开发
• containerd 通过插件架构实现功能扩展,其中存储快照(snapshotter)是负责管理容器镜像层(Layer)的插件。OBS 作为后端存储需要自定义开发 snapshotter 插件,用于将容器镜像层存储到 OBS 中。
• Snapshotter:负责管理镜像的快照。将为 OBS 开发一个自定义的 snapshotter 插件。使用 Go 编写一个新的 snapshotter 插件,该插件需要实现 containerd 提供的接口,并使用华为云 OBS 的 SDK 进行对象存储交互。
• 实现 Snapshotter 的接口,例如Prepare, Commit, Remove等函数。每个函数需要对接华为云 OBS 的 API 来进行对象存储操作。具体来说,存储容器镜像层时,将数据上传到 OBS;删除容器镜像层时,从 OBS 删除相关数据。
• 注册插件在你的插件中需要调用 containerd 的插件注册机制,将你的 snapshotter 插件注册到 containerd,这样它可以识别并使用你自定义的 OBS 插件。
参考:
华为云OBS Go SDK:https://support.huaweicloud.com/sdk-go-devg-obs/obs_33_0001.html
Containerd中的Snapshot:https://xie.infoq.cn/article/cefa758a7989cfc7885a7fb04
3.3 完成华为云OBS演示DEMO设计
参考下面的用例图:
DEMO的简单部署图如下:
3.4 DEMO开发、部署和验证
根据DEMO设计,完成演示功能开发和部署。要求使用CCE容器(Euler镜像)进行部署。
DEMO验证:
启动 Containerd 后使用 ctr 工具来查件插件是否正确加载,如果 obs 插件状态为 ok, 表示加载成功。
通过 ctr 拉取容器镜像,观察镜像层是否正确上传到 OBS 存储中,在华为云 OBS 控制台检查相应的桶中是否有镜像层(Layer)的对象文件。
运行基于该镜像的容器,验证从 OBS 下载镜像层并启动容器,如果容器启动成功,表明镜像层能够从 OBS 成功下载并运行。
检查 containerd 的日志文件,日志中应显示 OBS 插件与华为云 OBS 成功通信的记录,如对象上传、下载等操作的成功执行等。
为了简化用户开发,提供了一个项目脚手架。开发者可以在脚手架基础上,完成DEMO功能开发。可以参考: https://gitcode.com/HuaweiCloudDeveloper/OpenSourceForHuaweiWiki/blob/main/README.md 提供的指导,可以帮助您在华为云开通资源、编译DEMO和基于DEMO做增量代码开发。
3.5 在华为云开发者论坛输出博客
访问华为云开发者论坛(参考:https://bbs.huaweicloud.com/blogs)发表博客,介绍完成这些任务的过程和心得。内容包括不限于如下内容:
·开源for Huawei的背景
·开源软件的功能介绍
·开发适配过程及碰到和解决的问题
·DEMO设计、开发、部署过程
·代码推送开源社区及互动过程
博客打上如下标签:
·开源(必选)
·开发者(必选)
·GaussDB数据库(可选)
·云数据库 GaussDB(可选)
· 鲲鹏(可选)
·昇腾(可选)
·鸿蒙(可选)
·对象存储 OBS(可选)
3.6 代码推送上游社区
将代码合并到Containerd官网主干代码;更新Containerd官网资料,包括版本说明、开发指南等。
4 验收材料
验收细则 |
评分说明 |
是否为验收必选项 |
结果(通过/不通过) |
开发者举证 |
功能开发:完成与华为三大根技术生态(鲲鹏云、昇腾云、鸿蒙)适配的功能开发 |
完成华为云OBS适配功能开发。举证提供PR链接。 |
是 |
|
|
代码质量:适配华为三大根技术生态的代码质量经过工具检测达标 |
推送给开源社区的代码符合开源社区关于代码风格、功能、自动化测试等要求。 |
是 |
|
|
提供相关文档,比如部署文档、使用文档、配置文档等 |
根据社区要求,完善相关的开发指南和部署指导 |
否 |
|
|
合入到开源项目主仓:代码推送上游社区 |
代码合并到当前主干分支。举证提供代码仓库链接。 |
是 |
|
|
Deomo设计&开发:完成功能演示Demo的开发 |
举证提供DEMO仓库地址和DEMO开发提交记录。 |
是 |
|
|
Demo部署&验证:完成功能演示DEMO基于华为云鲲鹏环境的部署和功能验证 |
提供DEMO部署验证结果的关键截图进行举证。提供DEMO运行环境和资源的规格清单。 |
是 |
|
|
发布博客:发布博客介绍适配心得。 |
提供博客的地址。 |
是 |
|
|
制作单机版无高危开源镜像。 |
上架云商店。 |
否 |
|
|
单机版镜像上架时支持模板部署。 |
|
否 |
|
|
制作集群版无高危开源镜像 |
上架云商店。 |
否 |
|
|
集群版镜像上架时支持模板部署 |
|
否 |
|
|
5 参考资料
1. 开源for Huawei介绍、环境搭建、示例项目、开发和部署指南:https://gitcode.com/HuaweiCloudDeveloper/OpenSourceForHuaweiWiki/overview
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