CNCF Containerd适配OBS开源开发任务

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yangjiaxin98 发表于 2024/10/28 15:09:50 2024/10/28
【摘要】 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。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。

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 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 OverlayFSBtrfsZFSDevmapper)。

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 LinuxWindows 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 。

· LicenseApache 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 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VueTypeScirpt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

使用昇腾处理器运行应用。

使用昇腾指令实现适配逻辑。

CANN

应用功能依赖于CANN运行。

使用CANN实现适配逻辑。

MindSpore

应用功能依赖于MindSpore运行。

使用MindSpore实现适配逻辑。

鲲鹏生态

指令

使用鲲鹏处理器运行应用。

使用鲲鹏指令实现适配逻辑。

Euler

使用Euler系统运行应用。

使用Euler系统调用实现适配逻辑。

数据库生态

GaussDB

使用GaussDB功能。

使用GaussDB的驱动和SQL实现适配逻辑。

GaussDB(DWS)

使用GaussDBDWS)功能。

使用GaussDB(DWS)的驱动和SQL实现适配逻辑。

存储生态

OBS

使用OBS功能。

基于OBS API访问实现适配逻辑。

鸿蒙生态

HarmonyOS

使用HarmonyOS系统运行应用。

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

/

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 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 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 SDKhttps://support.huaweicloud.com/sdk-go-devg-obs/obs_33_0001.html

Containerd中的Snapshothttps://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。

 

 

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。

 

 

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

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

发布博客:发布博客介绍适配心得。

提供博客的地址。

 

 

制作单机版无高危开源镜像。

上架云商店。

 

 

单机版镜像上架时支持模板部署。

 

 

 

制作集群版无高危开源镜像

上架云商店。

 

 

集群版镜像上架时支持模板部署

 

 

 

 

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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