# CRI - Container Runtime Interface(容器運行時接口)
CRI中定義了**容器**和**鏡像**的服務的接口,因為容器運行時與鏡像的生命周期是彼此隔離的,因此需要定義兩個服務。該接口使用[Protocol Buffer](https://developers.google.com/protocol-buffers/),基于[gRPC](https://grpc.io/),在Kubernetes v1.10+版本中是在[pkg/kubelet/apis/cri/runtime/v1alpha2](https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/pkg/kubelet/apis/cri/runtime/v1alpha2)的`api.proto`中定義的。
## CRI架構
Container Runtime實現了CRI gRPC Server,包括`RuntimeService`和`ImageService`。該gRPC Server需要監聽本地的Unix socket,而kubelet則作為gRPC Client運行。

## 啟用CRI
除非集成了rktnetes,否則CRI都是被默認啟用了,從Kubernetes1.7版本開始,舊的預集成的docker CRI已經被移除。
要想啟用CRI只需要在kubelet的啟動參數重傳入此參數:`--container-runtime-endpoint`遠程運行時服務的端點。當前Linux上支持unix socket,windows上支持tcp。例如:`unix:///var/run/dockershim.sock`、 `tcp://localhost:373`,默認是`unix:///var/run/dockershim.sock`,即默認使用本地的docker作為容器運行時。
關于CRI的詳細進展請參考[CRI: the Container Runtime Interface](https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/devel/container-runtime-interface.md)。
## CRI接口
Kubernetes 1.9中的CRI接口在`api.proto`中的定義如下:
```protobuf
// Runtime service defines the public APIs for remote container runtimes
service RuntimeService {
// Version returns the runtime name, runtime version, and runtime API version.
rpc Version(VersionRequest) returns (VersionResponse) {}
// RunPodSandbox creates and starts a pod-level sandbox. Runtimes must ensure
// the sandbox is in the ready state on success.
rpc RunPodSandbox(RunPodSandboxRequest) returns (RunPodSandboxResponse) {}
// StopPodSandbox stops any running process that is part of the sandbox and
// reclaims network resources (e.g., IP addresses) allocated to the sandbox.
// If there are any running containers in the sandbox, they must be forcibly
// terminated.
// This call is idempotent, and must not return an error if all relevant
// resources have already been reclaimed. kubelet will call StopPodSandbox
// at least once before calling RemovePodSandbox. It will also attempt to
// reclaim resources eagerly, as soon as a sandbox is not needed. Hence,
// multiple StopPodSandbox calls are expected.
rpc StopPodSandbox(StopPodSandboxRequest) returns (StopPodSandboxResponse) {}
// RemovePodSandbox removes the sandbox. If there are any running containers
// in the sandbox, they must be forcibly terminated and removed.
// This call is idempotent, and must not return an error if the sandbox has
// already been removed.
rpc RemovePodSandbox(RemovePodSandboxRequest) returns (RemovePodSandboxResponse) {}
// PodSandboxStatus returns the status of the PodSandbox. If the PodSandbox is not
// present, returns an error.
rpc PodSandboxStatus(PodSandboxStatusRequest) returns (PodSandboxStatusResponse) {}
// ListPodSandbox returns a list of PodSandboxes.
rpc ListPodSandbox(ListPodSandboxRequest) returns (ListPodSandboxResponse) {}
// CreateContainer creates a new container in specified PodSandbox
rpc CreateContainer(CreateContainerRequest) returns (CreateContainerResponse) {}
// StartContainer starts the container.
rpc StartContainer(StartContainerRequest) returns (StartContainerResponse) {}
// StopContainer stops a running container with a grace period (i.e., timeout).
// This call is idempotent, and must not return an error if the container has
// already been stopped.
// TODO: what must the runtime do after the grace period is reached?
rpc StopContainer(StopContainerRequest) returns (StopContainerResponse) {}
// RemoveContainer removes the container. If the container is running, the
// container must be forcibly removed.
// This call is idempotent, and must not return an error if the container has
// already been removed.
rpc RemoveContainer(RemoveContainerRequest) returns (RemoveContainerResponse) {}
// ListContainers lists all containers by filters.
rpc ListContainers(ListContainersRequest) returns (ListContainersResponse) {}
// ContainerStatus returns status of the container. If the container is not
// present, returns an error.
rpc ContainerStatus(ContainerStatusRequest) returns (ContainerStatusResponse) {}
// UpdateContainerResources updates ContainerConfig of the container.
rpc UpdateContainerResources(UpdateContainerResourcesRequest) returns (UpdateContainerResourcesResponse) {}
// ExecSync runs a command in a container synchronously.
rpc ExecSync(ExecSyncRequest) returns (ExecSyncResponse) {}
// Exec prepares a streaming endpoint to execute a command in the container.
rpc Exec(ExecRequest) returns (ExecResponse) {}
// Attach prepares a streaming endpoint to attach to a running container.
rpc Attach(AttachRequest) returns (AttachResponse) {}
// PortForward prepares a streaming endpoint to forward ports from a PodSandbox.
rpc PortForward(PortForwardRequest) returns (PortForwardResponse) {}
// ContainerStats returns stats of the container. If the container does not
// exist, the call returns an error.
rpc ContainerStats(ContainerStatsRequest) returns (ContainerStatsResponse) {}
// ListContainerStats returns stats of all running containers.
rpc ListContainerStats(ListContainerStatsRequest) returns (ListContainerStatsResponse) {}
// UpdateRuntimeConfig updates the runtime configuration based on the given request.
rpc UpdateRuntimeConfig(UpdateRuntimeConfigRequest) returns (UpdateRuntimeConfigResponse) {}
// Status returns the status of the runtime.
rpc Status(StatusRequest) returns (StatusResponse) {}
}
// ImageService defines the public APIs for managing images.
service ImageService {
// ListImages lists existing images.
rpc ListImages(ListImagesRequest) returns (ListImagesResponse) {}
// ImageStatus returns the status of the image. If the image is not
// present, returns a response with ImageStatusResponse.Image set to
// nil.
rpc ImageStatus(ImageStatusRequest) returns (ImageStatusResponse) {}
// PullImage pulls an image with authentication config.
rpc PullImage(PullImageRequest) returns (PullImageResponse) {}
// RemoveImage removes the image.
// This call is idempotent, and must not return an error if the image has
// already been removed.
rpc RemoveImage(RemoveImageRequest) returns (RemoveImageResponse) {}
// ImageFSInfo returns information of the filesystem that is used to store images.
rpc ImageFsInfo(ImageFsInfoRequest) returns (ImageFsInfoResponse) {}
}
```
這其中包含了兩個gRPC服務:
- **RuntimeService**:容器和Sandbox運行時管理。
- **ImageService**:提供了從鏡像倉庫拉取、查看、和移除鏡像的RPC。
## 當前支持的CRI后端
我們最初在使用Kubernetes時通常會默認使用Docker作為容器運行時,其實從Kubernetes 1.5開始已經開始支持CRI,目前是處于Alpha版本,通過CRI接口可以指定使用其它容器運行時作為Pod的后端,目前支持 CRI 的后端有:
- [cri-o](https://github.com/kubernetes-incubator/cri-o):同時兼容OCI和CRI的容器運行時
- [cri-containerd](https://github.com/containerd/cri-containerd):基于[Containerd](https://github.com/containerd/containerd)的Kubernetes CRI 實現
- [rkt](https://coreos.com/rkt/):由于CoreOS主推的用來跟docker抗衡的容器運行時
- [frakti](https://github.com/kubernetes/frakti):基于hypervisor的CRI
- [docker](https://www.docker.com):kuberentes最初就開始支持的容器運行時,目前還沒完全從kubelet中解耦,docker公司同時推廣了[OCI](https://www.opencontainers.org/)標準
- [Clear Containers](https://github.com/clearcontainers):由Intel推出的同時兼容OCI和CRI的容器運行時
- [Kata Containers](https://katacontainers.io/):符合OCI規范同時兼容CRI
- [gVisor](https://github.com/google/gvisor):由谷歌推出的容器運行時沙箱(Experimental)
CRI是由[SIG-Node](https://kubernetes.slack.com/archives/sig-node)來維護的。
## 參考
- [Kubernetes CRI and Minikube](https://sreeninet.wordpress.com/2017/02/11/kubernetes-cri-and-minikube/)
- [CRI-O and Alternative Runtimes in Kubernetes](https://www.projectatomic.io/blog/2017/02/crio-runtimes/)
- [Docker、Containerd、RunC...:你應該知道的所有](http://www.infoq.com/cn/news/2017/02/Docker-Containerd-RunC)
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