长期支持版本

    iSula对接shim v2安全容器

    概述

    shim v2 是新一代 shim 架构方案,相比于 shim v1, 具有调用链更短、架构清晰的优势,在多业务容器场景,具备明显的低内存开销优势。iSula 运行安全容器可以通过 isulad-shim 或者 containerd-shim-kata-v2 来实现,其中 isulad-shim 组件是 shim v1 方案的具体实现,containerd-shim-kata-v2 组件是 shim v2 方案在安全容器场景的一种具体实现,本文介绍iSula 与 containerd-shim-kata-v2 的对接。

    对接 containerd-shim-v2-kata

    前提条件

    iSula 对接 containerd-shim-v2-kata 前,需要满足如下前提:

    • 已安装 iSulad和 kata-containers
    • StratoVirt 仅支持 devicemapper 存储驱动,因此需要配置 devicemapper 环境并确保 iSulad 使用的 devicemapper 存储驱动正常工作

    环境准备

    此处给出安装 iSulad 和 kata-containers 并进行相应配置的参考方法。

    安装依赖软件

    按照所使用的OS版本自行配置相应的 yum 源,使用 root 权限安装 iSulad和kata-containers :

    # yum install iSulad
    # yum install kata-containers
    

    制作并配置存储 Storage

    需要用户准备一个磁盘, 如 /dev/sdx , 该磁盘会被格式化,本章使用块设备 /dev/sda 进行演示。

    一、创建devicemapper

    1. 创建 PV

      $ pvcreate /dev/sda
        Physical volume "/dev/loop0" successfully created.
      
    2. 创建 VG

      $ vgcreate isula /dev/sda
        Volume group "isula" successfully created
      
    3. 创建 thinpool 以及 thinpoolmeta 逻辑卷

      $ lvcreate --wipesignatures y -n thinpool isula -l 95%VG
        Logical volume "thinpool" created.
      
      $ lvcreate --wipesignatures y -n thinpoolmeta isula -l 1%VG
        Logical volume "thinpoolmeta" created.
      
    4. 将上面创建的逻辑卷转换为 thinpool

    $ lvconvert -y --zero n -c 64K \
    --thinpool isula/thinpool \
    --poolmetadata isula/thinpoolmeta
      Thin pool volume with chunk size 512.00 KiB can address at most 126.50 TiB of data.
      WARNING: Converting isula/thinpool and isula/thinpoolmeta to thin pool's data and metadata volumes with metadata wiping.
      THIS WILL DESTROY CONTENT OF LOGICAL VOLUME (filesystem etc.)
      Converted isula/thinpool and isula/thinpoolmeta to thin pool.
    
    1. 设置 lvm thinpool 自动扩展功能

      $ touch /etc/lvm/profile/isula-thinpool.profile
      $ cat << EOF > /etc/lvm/profile/isula-thinpool.profile
      activation {
        thin_pool_autoextend_threshold=80
        thin_pool_autoextend_percent=20
      }
      EOF
      $ lvchange --metadataprofile isula-thinpool isula/thinpool
      Logical volume isula/thinpool changed.
      

    二、修改 iSulad 存储驱动类型并设置默认runtime

    更改配置文件 /etc/isulad/daemon.json, 将 default-runtime 设置为 io.containerd.kata.v2 , 将默认存储驱动类型 overlay 配置成 devicemapper,修改后如下所示:

     {
        "default-runtime": "io.containerd.kata.v2",
        "storage-driver": "devicemapper",
        "storage-opts": [
            "dm.thinpooldev=/dev/mapper/isula-thinpool",
            "dm.fs=ext4",
            "dm.min_free_space=10%"
        ],
    }
    

    三、使能配置

    1. 重启 isulad使得配置生效 :

      # systemctl daemon-reload
      # systemctl restart isulad
      
    2. 确认 iSula 存储驱动是否配置成功:

      # isula info
      

      若回显有如下信息,说明配置成功。

      Storage Driver: devicemapper
      

    对接指导

    本章给出 iSula 对接 containerd-shim-kata-v2 的操作指导。

    containerd-shim-kata-v2 默认使用 QEMU 虚拟化组件,本章分别介绍使用 QEMU 和 StratoVirt 两种虚拟化组件时的配置方法。

    使用 QEMU

    containerd-shim-kata-v2 使用的虚拟化组件为 QEMU 时,iSula 对接 containerd-shim-kata-v2 的操作如下:

    1. 修改 kata 配置文件,路径为 /usr/share/defaults/kata-containers/configuration.toml

      sandbox_cgroup_with_emulator 需要设置为 false, 目前 shimv2 不支该改功能, 其他参数与 shim v1 中 kata 配置参数保持一致或者保持默认值。

      sandbox_cgroup_with_emulator = false
      
    2. 使用 busybox 镜像运行安全容器并检查使用的 runtime 为 io.containerd.kata.v2

      $ id=`isula run -tid busybox /bin/sh`
      $ isula inspect -f '{{ json .HostConfig.Runtime }}' $id
      "io.containerd.kata.v2"
      
    3. 确认 qemu 虚拟机进程被拉起,说明 qemu 和 shim v2 安全容器的对接成功

      $ ps -ef | grep qemu
      

    使用 StratoVirt

    containerd-shim-kata-v2 使用的虚拟化组件为 StratoVirt 时,iSula 对接 containerd-shim-kata-v2 的操作如下:

    1. 在任一目录(例如 /home 目录)新建脚本文件 stratovirt.sh 并使用 root 权限给文件添加执行权限:

      # touch /home/stratovirt.sh
      # chmod +x /home/stratovirt.sh
      

      stratovirt.sh 内容如下,用于指定 StratoVirt 路径:

      #!/bin/bash
      export STRATOVIRT_LOG_LEVEL=info  # set log level which includes trace, debug, info, warn and error.
      /usr/bin/stratovirt $@
      
    2. 修改 kata 配置文件 ,将安全容器的 hypervisor 类型配置为 stratovirt,kernel 配置 StratoVirt 的 kernel 镜像绝对路径,initrd 配置为 kata-containers 的 initrd 镜像文件(使用 yum 安装 kata-containers 时,默认会下载这个文件并存放在 /var/lib/kata/ 目录),StratoVirt 仅支持 devicemapper 存储模式,需提前准备好环境并将 iSulad 设置为 devicemapper 模式。

      配置参考如下:

      [hypervisor.stratovirt]
      path = "/home/stratovirt.sh"
      kernel = "/var/lib/kata/vmlinux.bin"
      initrd = "/var/lib/kata/kata-containers-initrd.img"
      block_device_driver = "virtio-mmio"
      use_vsock = true
      enable_netmon = true
      internetworking_model="tcfilter"
      sandbox_cgroup_with_emulator = false
      disable_new_netns = false
      disable_block_device_use = false
      disable_vhost_net = true
      

      StratoVirt 中使用 vsock 功能, 需要开启 vhost_vsock 内核模块并确认是否开启成功

      $ modprobe vhost_vsock
      $ lsmod |grep vhost_vsock
      

      下载对应版本和架构的 kernel 并放到 /var/lib/kata/ 路径下, 如下载 openEuler 23.03 版本 x86 架构的内核 openeuler repo

      $ cd /var/lib/kata
      $ wget https://repo.openeuler.org/openEuler-23.03/stratovirt_img/x86_64/vmlinux.bin
      
    3. 使用 busybox 镜像运行安全容器并检查使用的 runtime 为 io.containerd.kata.v2

      $ id=`isula run -tid busybox sh`
      $ isula inspect -f '{{ json .HostConfig.Runtime }}' $id
      "io.containerd.kata.v2"
      
    4. 确认 stratovirt 虚拟机进程被拉起,说明 StratoVirt 和 shim v2 安全容器的对接成功

      $ ps -ef | grep stratovirt
      

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