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Kata 容器的简要概述和设置

Kata 容器的简要概述和设置
本文将讨论它是如何工作的 卡塔集装箱，并且还将有一个与 Docker 连接的实用部分。

关于 Docker 的常见问题及其解决方案 写的，今天我就从Kata Containers简单介绍一下实现。 Kata Containers 是一个基于轻量级虚拟机的安全容器运行时。 使用它们与使用其他容器相同，但除此之外还有使用硬件虚拟化技术的更可靠的隔离。 该项目始于 2017 年，当时同名社区完成了 Intel Clear Containers 和 Hyper.sh RunV 最佳创意的合并，此后继续支持各种架构，包括 AMD64、ARM、IBM p- 和 z -系列。 此外，在管理程序 QEMU、Firecracker 内部支持工作，并且还与 containerd 集成。 该代码可在 GitHub上 在麻省理工学院的许可下。

主要特点

  • 与单独的核心一起工作，从而提供网络、内存和 I/O 隔离，可以强制使用基于虚拟化扩展的硬件隔离
  • 支持行业标准，包括 OCI（容器格式）、Kubernetes CRI
  • 常规 Linux 容器的一致性能，在没有常规 VM 的性能开销的情况下增加隔离
  • 无需在成熟的虚拟机中运行容器，通用接口简化了集成和启动

安装

有 许多 安装选项，我会考虑从存储库安装，基于 Centos 7 操作系统。
这一点很重要: Kata Containers 工作仅在硬件上受支持，虚拟化转发并不总是有效，也 需要sse4.1支持 从处理器。

安装 Kata Container 非常简单：

安装用于存储库的实用程序：

# yum -y install yum-utils

禁用 Selinux（配置更正确，但为简单起见，我将其禁用）：

# setenforce 0
# sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

我们连接存储库并执行安装

# source /etc/os-release
# ARCH=$(arch)
# BRANCH="${BRANCH:-stable-1.10}"
# yum-config-manager --add-repo "http://download.opensuse.org/repositories/home:/katacontainers:/releases:/${ARCH}:/${BRANCH}/CentOS_${VERSION_ID}/home:katacontainers:releases:${ARCH}:${BRANCH}.repo"
# yum -y install kata-runtime kata-proxy kata-shim

调整

我将设置与 docker 一起工作，它的安装是典型的，我不会更详细地描述它：

# rpm -qa | grep docker
docker-ce-cli-19.03.6-3.el7.x86_64
docker-ce-19.03.6-3.el7.x86_64
# docker -v
Docker version 19.03.6, build 369ce74a3c

我们对 daemon.json 进行更改：

# cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json
{
  "default-runtime": "kata-runtime",
  "runtimes": {
    "kata-runtime": {
      "path": "/usr/bin/kata-runtime"
    }
  }
}
EOF

重启泊坞窗：

# service docker restart

功能测试

如果在重启docker之前启动容器，可以看到uname会给出主系统上运行的内核版本：

# docker run busybox uname -a
Linux 19efd7188d06 3.10.0-1062.12.1.el7.x86_64 #1 SMP Tue Feb 4 23:02:59 UTC 2020 x86_64 GNU/Linux

重新启动后，内核版本如下所示：

# docker run busybox uname -a
Linux 9dd1f30fe9d4 4.19.86-5.container #1 SMP Sat Feb 22 01:53:14 UTC 2020 x86_64 GNU/Linux

更多球队！

# time docker run busybox mount
kataShared on / type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
tmpfs on /dev type tmpfs (rw,nosuid,size=65536k,mode=755)
devpts on /dev/pts type devpts (rw,nosuid,noexec,relatime,gid=5,mode=620,ptmxmode=666)
sysfs on /sys type sysfs (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime)
tmpfs on /sys/fs/cgroup type tmpfs (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=755)
cgroup on /sys/fs/cgroup/systemd type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,xattr,name=systemd)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct)
cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,blkio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,memory)
cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,devices)
cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,perf_event)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls,net_prio type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,net_cls,net_prio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,freezer)
cgroup on /sys/fs/cgroup/pids type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,pids)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)
mqueue on /dev/mqueue type mqueue (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
shm on /dev/shm type tmpfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=65536k)
kataShared on /etc/resolv.conf type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
kataShared on /etc/hostname type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
kataShared on /etc/hosts type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
proc on /proc/bus type proc (ro,relatime)
proc on /proc/fs type proc (ro,relatime)
proc on /proc/irq type proc (ro,relatime)
proc on /proc/sys type proc (ro,relatime)
tmpfs on /proc/acpi type tmpfs (ro,relatime)
tmpfs on /proc/timer_list type tmpfs (rw,nosuid,size=65536k,mode=755)
tmpfs on /sys/firmware type tmpfs (ro,relatime)

real    0m2.381s
user    0m0.066s
sys 0m0.039s

# time docker run busybox free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1993          30        1962           0           1        1946
Swap:             0           0           0

real    0m3.297s
user    0m0.086s
sys 0m0.050s

快速负载测试

为了评估虚拟化的损失——我运行 sysbench，作为主要示例 选择这个选项.

使用 Docker+containerd 运行 sysbench

处理器测试

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Prime numbers limit: 20000

Initializing worker threads...

Threads started!

General statistics:
    total time:                          36.7335s
    total number of events:              10000
    total time taken by event execution: 36.7173s
    response time:
         min:                                  3.43ms
         avg:                                  3.67ms
         max:                                  8.34ms
         approx.  95 percentile:               3.79ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           10000.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   36.7173/0.00

内存测试

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Initializing worker threads...

Threads started!

Operations performed: 104857600 (2172673.64 ops/sec)

102400.00 MiB transferred (2121.75 MiB/sec)

General statistics:
    total time:                          48.2620s
    total number of events:              104857600
    total time taken by event execution: 17.4161s
    response time:
         min:                                  0.00ms
         avg:                                  0.00ms
         max:                                  0.17ms
         approx.  95 percentile:               0.00ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           104857600.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   17.4161/0.00

使用 Docker+Kata 容器运行 sysbench

处理器测试

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Prime numbers limit: 20000

Initializing worker threads...

Threads started!

General statistics:
    total time:                          36.5747s
    total number of events:              10000
    total time taken by event execution: 36.5594s
    response time:
         min:                                  3.43ms
         avg:                                  3.66ms
         max:                                  4.93ms
         approx.  95 percentile:               3.77ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           10000.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   36.5594/0.00

内存测试

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Initializing worker threads...

Threads started!

Operations performed: 104857600 (2450366.94 ops/sec)

102400.00 MiB transferred (2392.94 MiB/sec)

General statistics:
    total time:                          42.7926s
    total number of events:              104857600
    total time taken by event execution: 16.1512s
    response time:
         min:                                  0.00ms
         avg:                                  0.00ms
         max:                                  0.43ms
         approx.  95 percentile:               0.00ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           104857600.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   16.1512/0.00

原则上，情况已经很清楚了，但最好多次运行测试，去除异常值并对结果进行平均，所以我还没有做更多的测试。

发现

尽管这样的容器启动时间大约要长五到十倍（使用 containerd 时运行类似命令的典型时间不到三分之一秒），但如果我们采用绝对启动时间，它们仍然工作得非常快（上面有例子，命令平均执行三秒）。 好吧，CPU 和 RAM 的快速测试结果显示几乎相同的结果，这不能不令人高兴，特别是考虑到隔离是使用像 kvm 这样运行良好的机制提供的。

公告

这篇文章是一篇评论，但它让你有机会感受替代运行时。 许多应用领域没有涵盖，例如，该站点描述了在 Kata 容器之上运行 Kubernetes 的能力。 此外，您还可以运行一系列测试，重点是发现安全问题、设置限制和其他有趣的事情。

我请所有在这里阅读和回顾的人参与调查，未来关于该主题的出版物将取决于调查。

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来源： habr.com

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