Kubernetes 之 kubelet 与 CRI、CNI 的交互过程

序言

当一个新的 Pod 被提交创建之后,KubeletCRICNI 这三个组件之间进行了哪些交互?

Kubelet -> CRI -> CNI

如上图所示:

  1. Kubelet 从 kube-api-server 处监听到有新的 pod 被调度到了自己的节点且需要创建。
  2. Kubelet 创建 sandbox 并配置好 Pod 的环境,其中包括:
    • Kubelet 通过 gRPC 调用 CRI 组件创建 sandbox。
    • CRI 通过命令行调用 CNI 设置 pod 的网络。
  3. Kubelet 创建 container 阶段:
    • 调用 CRI 拉取镜像。
    • 调用 CRI 创建 container。
    • 调用 CRI 启动 container。

注意:

  • 先创建一个 sandbox 就是为了先设置好 pod 的网络命名空间,因为用户容器可能面临启动失败等各种异常情况。
  • 从 kubernetes v1.24 版本开始,Kubelet 不再管理 CNI,而是由 CRI 负责调用 CNI

CRI 的具体实现有 containerdcri-odocker 等几种。

containerd 的架构图如下:

cri-o 的架构图如下:

从图中也可以看到 CNICRI 负责调用。

再进一步看看细节一点的流程:

Kubelet 在 SyncPod 阶段同步 Pod:

  1. 创建 sandbox,其中会进行两个 gRPC 方法的调用:
    • Kubelet 调用 RuntimeService.RunPodSandboxCRI 开始创建 pod 的各种命名空间(隔离环境),然后再拉起 sandbox 容器,接着 CRI 调用 CNI 设置 pod 网络环境,包括分配 pod IP 地址。
    • Kubelet 调用 RuntimeService.PodSandboxStatus 确认 pod sandbox 状态。
  2. 进行容器创建阶段(按照 ephemeral、init、normal 的顺序),此时涉及三个 gRPC 调用:
    • Kubelet 调用 ImageService.PullImageCRI 拉取镜像。
    • Kubelet 调用 RuntimeService.CreateContainerCRI 创建容器,这里主要是配置好环境。
    • Kubelet 调用 RuntimeService.StartContainerCRI 启动容器,至此容器才跑起来。

新建 Pod 时 KubeletCRICNI 之间的交互大致如上所述。

CRI & CNI

Kubernetes 通过定义标准接口的方式,与下层具体实现进行了解耦。其中 CRI 是容器运行时接口,通信协议使用的是 gRPCCNI 是容器网络接口,交互方式则是命令行二进制可执行文件。

CRI 的 gRPC proto 如下,定义了 RuntimeServiceImageService 两种服务以及多种方法:

CNI 则只有六种操作:

总结

其实不管是新建 Pod 还是其它场景,KubeletCRICNI 的调用过程都是 Kubelet 调用 CRICRI 调用 CNI


参考资料:

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