iSula容器引擎与container os镜像

iSula简介

iSula是openEuler社区开发的容器引擎,它是一个轻量级的容器引擎,支持容器的创建、启动、停止、删除、暂停、恢复、查看、导入、导出、镜像管理等功能。

openEuler Embedded在构建时集成了iSula容器引擎,用户可以通过iSula容器引擎来管理容器。 当前iSula容器引擎的默认容器运行时为lcr,也支持runc和kata-runtime。 支持的容器镜像格式为OCI和external rootfs。

iSula有两种容器管理操作接口:CLI和CRI。 CLI采用命令行方式,是标准的C/S架构模式,将iSulad作为daemon服务端,iSula作为独立的客户端命令,供用户使用。 CRI是由K8S对外提供的容器和镜像服务接口,供容器引擎接入K8S使用。

当前,openEuler Embedded支持iSula容器引擎的CLI接口。之后会支持CRI接口,并与KubeEdge等容器管理工具进行集成。

openeuler-container-os镜像简介

当前openEuler Embedded提供了一个专门的container OS镜像,该镜像专为运行容器而制作, 因此系统底噪较小。生成的zImage的大小约2.9M,rootfs.cpio.gz的大小约为27M(无systemd), 或者36M(有systemd)。 此镜像会集成iSula容器引擎,以及openEuler服务器版本的容器镜像。 用户在启动此镜像并登录进入root用户以后,系统会自动启动openEuler服务器版本的容器, 并进入交互界面。

构建和运行openeuler-container-os镜像 参考视频

构建带有iSula的openEuler Embedded镜像

当前openEuler Embedded标准镜像中默认不集成iSula容器引擎。 如果需要使用iSula容器引擎,用户需要在 local.conf 中增加如下特性:

DISTRO_FEATURES:append = " isulad "

当然,也可以通过oebuild在生成构建目录的时候,指定增加容器特性。 oebuild会在生成构建目录的时候帮忙将上述配置添加到 local.conf

$ oebuild generate -f openeuler-container

之后具体的构建过程,参见 基于 oebuild 快速构建

构建openeuler-container-os的过程和标准的openEuler Embedded镜像类似, 不同之处仅仅在于,在构建镜像中需要输入如下命令而非 bitbake openeuler-image

$ bitbake openeuler-container-os

运行openeuler-container-os镜像

由于openeuler-container-os镜像中含有容器镜像,因此rootfs解压后的体积约300M,超过了init ramfs的最大限制, 因此,构建生成了一个wic.bz2文件,用户解压后,可以得到一个只有ext4格式文件系统的磁盘镜像文件。 所以,运行的命令会稍有不同:

$ sudo qemu-system-aarch64 -M virt,gic-version=3 -m 1G -cpu cortex-a53 \
  -nographic -smp 4 -kernel zImage -dtb qemu_mcs.dtb -netdev bridge,br=br_qemu,id=net0 \
  -device virtio-net-pci,netdev=net0 \
  -drive file=openeuler-container-os-qemu-aarch64-20240207150042.rootfs.wic,format=raw \
  -append 'root=/dev/vda1 rootfstype=ext4 rw rootwait'

上述命令中,使用了 -netdev-device 参数, 将openEuler Embedded镜像中的网卡设备连接到了宿主机的网桥上。 这样,openEuler Embedded镜像就可以通过宿主机的网桥访问外网了。 -dtb 参数指定了openEuler Embedded镜像中的设备树文件,具体dtb可以通过 -machine dumpdtb=qemu.dtb 命令获取。 如果用户有其他额外的硬件需求,可以使用如下命令将dtb文件转换为可编辑的dts文件:

$ dtc -I dtb -O dts qemu.dtb -o qemu.dts

之后,可以根据自己的需求修改qemu.dts文件,最后再通过如下命令将其转换为dtb文件后使用:

$ dtc -I dts -O dtb qemu.dts -o qemu.dtb

-nographic 参数表示不使用图形界面,而是使用串口终端。 -smp 参数指定了openEuler Embedded镜像中的CPU个数。 -m 参数指定了openEuler Embedded镜像中的内存大小 -drive 参数指定了openEuler Embedded镜像的磁盘文件。 -append 参数指定了openEuler Embedded镜像的内核启动参数。由于此磁盘镜像文件 是一个只有ext4格式文件系统的磁盘镜像文件,因此 root 参数指定了 /dev/vda1, 表示根文件系统在第一个分区, rootfstype 参数指定了 ext4rw 表示读写权限, rootwait 表示等待根文件系统准备好。 -kernel 参数指定了openEuler Embedded镜像中的内核文件。

如果用户希望可以访问互联网,除了使用 -netdev-device 参数将openEuler Embedded镜像中的网卡设备连接到宿主机的网桥上, 还需要在宿主机中配置网桥以及iptables转发规则,并且需要在openEuler Embedded镜像中配置网卡的IP地址和默认网关。 具体的QEMU NAT模式配置,参见 使能互联网

openeuler-container-os镜像启动后,会以root身份自动启动iSula daemon服务端. 在用户以root身份登录进入系统后,如果是第一次启动系统,会加载openEuler服务器版本的容器镜像, 并创建对应版本的容器。之后每次启动系统,都会自动启动并进入已经创建好的容器。

手动启动iSula daemon服务端

如果是标准的openEuler Embedded镜像,默认不会自动启动iSulad。用户可以手动启动iSula daemon服务端。

首先,进入openEuler Embedded镜像后,我们需要为iSula daemon服务端配置镜像源。 打开 /etc/isulad/daemon.json 文件,并在 registry-mirrors 字段中添加镜像源地址。 我们可以添加 "docker.io"

之后,运行如下命令启动iSula daemon服务端:

# 将isula daemon服务端作为后台进程启动
$ isulad &
...
...
isulad 20240131074734.534 - iSulad successfully booted in 0.120 s

如果启动成功,会有相应的日志信息输出到串口终端上。

如果用户在生成构建目录的时候,特性里选择了 systemd ,那么在启动openEuler Embedded镜像后, 可以使用如下命令启动iSula daemon服务端:

# 启动iSula daemon服务端
$ systemctl start isulad

iSula容器引擎使用简介

本文档仅记载一些简单的操作,更具体的参数命令和操作, 请参见iSula容器引擎的 官方文档

拉取一个镜像

# 拉取一个镜像
$ isula pull busybox

此命令从daemon.json中配置的镜像源地址拉取busybox镜像。

查看本地镜像列表

# 查看镜像列表
$ isula images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
busybox             latest              59788edf1f3e        2 weeks ago         1.22MB

运行容器

# 运行一个容器
$ isula run -it busybox sh
/ #

成功运行后,我们可以通过命令行与容器进行交互。

如果想要退出容器,可以在命令行输入 exit 命令。

创建一个容器

# 创建一个容器
$ isula create -it busybox sh

上述命令以交互模式创建了一个容器,并且分配了伪终端,但是没有运行。

如果用户希望启动并接入已有的容器,可以使用如下的两条命令:

启动一个容器

# 启动一个容器
$ isula start <container_id>

进入容器交互界面(接入容器)

# 进入容器交互界面
$ isula attach <container_id>

使用openEuler服务器版本镜像

执行如下命令,拉取openEuler服务器版本镜像:

# 拉取openEuler 23.09版本镜像
$ isula pull openeuler/openeuler:23.09
# -net=host 表示使用宿主机的网络
$ isula run -it -net=host openeuler/openeuler:23.09 sh

此时,我们已经运行一个容器镜像,并能通过命令行与之交互。 服务器版本镜像默认含有dnf包管理工具,我们可以通过dnf安装一些软件包。 比如,我们可以通过如下命令安装ping命令:

sh-5.2# dnf install iputils