Kubernetes决定弃用Docker，到底会影响到谁？

导读：Kubernetes 在其最新的 Changelog 中宣布，自 Kubernetes 1.20 之后将弃用 Docker 作为容器运行时。那么这到底是怎么回事？开发者和企业会受到什么样到影响？

近几年，Kubernetes 已经成为自有机房、云上广泛使用的容器编排方案，最广泛的使用方式是 Kubernetes+Docker。从 DevOps 人员的角度，一面用 kubctl 命令、k8s API 来操作集群，一面在单机用 Docker 命令来管理镜像、运行镜像。

单独用 Docker 的情况，在一些公司的场景里面也是有的。一种场景是“只分不合”，把一台机器用 Docker 做资源隔离，但是不需要将多容器“编排”。单独用 Kubernetes，下层不是 Docker 的情况，并不算很多。

Kubernetes 和 Docker 的关系，简单来说，有互补，也有竞争。在一般的认知中，Kubernetes 和 Docker 是互补关系：

• Dockers属于下层——容器引擎；
• Kubernetes属于上层——编排调度层。

Docker 源于 Linux Container，可以将一台机器的资源分成 N 份容器，做到资源的隔离，并将可运行的程序定义为标准的 docker image；Kubernetes 则可以把不同机器的每份容器进行编排、调度，组成分布式系统。

Kubernetes 和 Docker 并不完全是“泾渭分明”的互补关系，它之间有重叠部分，也可以说成是竞争，主要在于几个点：

• 系统三大移植资源是计算、存储、网络，从Kubernetes角度Docker属于“Runtime（运行时）”，也就是计算资源；但是Docker技术体系里面，本身也包括存储层、网络层。上下层职责的重叠，也可以看作竞争。
• Docker原本有个原生的调度引擎——Swarm，几年前在调度编排领域，还是Kubernetes、Mesos、Swarm三者并存，Kubernetes最终胜出，但Docker仍有“继续向上做一层的意愿”。

Kubernetes 在如何使用 Docker 方面，存在争议和变数。kubernetes 1.20 ChangeLog 中所谓要废弃 Docker 的传言，也是无风不起浪。换句话说，即便 Kubernetes 一直用 Docker，也不是用 Docker 的全部，多少是不一样的。

而且，“弃用 Docker”这个词本身有多重的含义，Docker 并非一个单层软件，Kubernetes 1.20 启用 dockershim 并不代表弃用了 Docker 的全部，仍有 containerd 可以对接 docker。

Kubernetes 有 CRI、OCI 两个容器标准

在目前广泛使用 kubernetes 与 Runtime 的桥接方案，CRI（Container Runtime Interface）与 OCI（Oracle Call Interface）是“套娃“关系。Kubernetes 的 kubelet 调用 CRI，OCI 的实现者然后再调用 OCI。

下图也说明了 CRI 与 OCI 的关系：

从 Kubernetes 的角度，CRI 是与 CNI（网络）、CSI（存储）相同层级的接口。

OCI 是个自下而上的标准，也就是从实现抽象出接口，它是 Linux Foundation 主导的。Docker 实现的核心 RunC，也就是 OCI 的典型实现、标准实现。

CRI 是个自上而下的标准，源于 Kubernetes 对移植层（运行时）的要求。

容器引擎层自下而上定义 OCI，容器编排层自上而下定义 CRI，这也让它们出现了“套娃“运行情况。

在 Kubernetes 的 dockershim、cri-containerd、cri-o 三种实现中，RedHat 推崇的 cri-o 已经比较主流，它虽然仍是“套娃“，但已经比较精简。

下面是从 kubernetes 集群运行的全景图看 cri-o 的位置：

Docker 本源于 Linux Container

Docker 作为容器引擎，其实现的基础是 Linux Container——从内核到用户空间的机制。

Linux Container 可以分成两个部分，内核里面的 cgroup，用户空间的 lxc。Docker 最初实现的时候，也是完全基于 Linux Container 的，基于 lxc 做更上层的东西。

这张很多人认为“与事实不符“的图，其实代表了过去：

在 Docker 的发展过程中，最终启用了 C 语言写成 lxc，换成了 go 语言写成的 libcontainer。

下面的图也不是很新，但它更能表示 Docker 后续典型的架构，这里面已经没有了 lxc。

然而，万变不离其宗，Docker 实现的本源，还是 Linux Container。即便不用 lxc，当仍要用内核的 cgroup，并且模式也是类似的。

Kubernetes 最终如何桥接容器

从纯技术的角度，与其讨 Kubernetes 与 Docker 关系，不如讨论 Kubernetes 与最终容器实现层的关系。因为 Docker 这个名词，在不同的时候，有着不同的内涵、外延。

下面是 Docker 的简图：

从软件模块的角度，图中的 docker Engine、cri-containd、containd-shim、runC 都属于 Docker 体系的软件。

下图中的紫、橙、红三种颜色，代表了 dockershim、cri-containerd、cri-o 三种 CRI 的典型方式——流程在逐渐缩短，这也是 CRI 实现的一个演进过程。

如果是 kubelet 的 dockershim 模式（紫色），流程是这样的：

• kubelet从CRI的gRPC调用dockershim，二者在同一个进程
• dockershim调用docker守护进程
• docker守护进程调用containerd；containerd调用containerd-shim（有时名为docker-containerd-shim守护进程）完成创建容器等操作
• containerd-shim访问OCI的实现runC（命令行可执行程序）

如果是 kubelet 的 cri-containerd 模式（橙色），流程是这样的：

• kubelet从CRI的gRPC调用cri-containerd；
• cri-containerd调用containerd；containerd调用containerd-shim（同上）
• containerd-shim调用RucnC （同上）；

在很多人的印象中，如果不用 docker 守护进程，就相当于“弃用 docker“，这其实也就是从 dockershim 到 containerd 的变化。从另一个角度来说，containerd 这个守护进程，也是 docker 组织做的。

如果是 kubelet 的 cri-o 模式（红色），则更加简练：

• kubelet从CRI的gRPC调用cri-o；
• cri-o调用OCI的实现runC

如果以 kubelet 调用 CRI 为起点，OCI 的 runC 调用为终点，三种模式经历的可执行程序分别是：

• dockershim模式：dockershim(*)->dockd->containerd->containerd-shim
• cri-containerd模式：cri-containerd(*)-> containerd->containerd-shim
• cri-o模式：cri-o

dockershim 模式有 3 个可执行程序，dockershim 一般与 kubelet 同进程；cri-containerd 模式有 2-3 个可执行程序，cri-containerd 可与 containerd 同进程；cri-o 模式只有 1 个可执行程序。

显然在这种 Red Hat 推崇的 cri-o 模式下，Docker 体系的 containerd 也用不着了，只剩 runC 这个命令行的程序。runC 也是用 go 写成的，里面有调用 libcontainer。

当 Docker 萎缩到这个地步，其实也只剩 Linux 内核里面 cgroup、namespace 功能的封装了。

总结来说，由于老技术实现的惯性，在生产环境大量使用的经典 Kubernetes+ Docker 方案依然运行，且运维已经成熟，不会很快升级。对于开发人员、企业，对于 K8S API 的使用频率、变数，远远大于 Docker API，至于 Kubernetes 和 Docker 的桥接，更不用关心。因此，即便“彻底弃用 Docker”，对开发者与企业的影响也非常有限。