（一）背景资料
- 在Kubernetes1.2中这个第三方组件就是go-dockerclient，这是一个GO语言写的docker客户端，支持Dockerremote API，这个项目在https://github.com/fsouza/go-dockerclient中。
- 在Kubernetes1.3中直接使用docker公司提供的client来实现，通过这个client可以实现同DockerDeamon之间的通讯，这个客户端项目在https://github.com/docker/engine-api/中，感兴趣的话可以去看看。
- 在Kubernetes1.4中延用了1.3中的方式，直接使用docker公司提供的client来实现。
（二）支持Docker版本
- 对于Kubernetes1.4需要使用Docker版本至少是1.9.x，Docker1.9.x对应的API版本是1.21。
- 下面是Docker版本同API版本对应关系，其中红色字体的部分是Kubernetes1.4不支持的。
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Docker版本 |
API版本 |
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1.12x |
1.24 |
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1.11.x |
1.23 |
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1.10.x |
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1.9.x |
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1.8.x |
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1.7.x |
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1.6.x |
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1.5.x |
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1.4.x |
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1.3.x |
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1.2.x |
（三）调用Docker API
下面表格展现了Docker最新版本所有的API列表，同时也展现了Kubernetes1.4版本和1.3版本都使用了哪些API。
- 第一列是Docker 1.24版本API列表
- 第二列是这些API使用方式
- 第三列是Kubernetes1.4中使用到的API
- 第四列是Kubernetes1.3中使用到的API
- 红色字体部分为1.4版本比1.3版本增加的调用API，也就是说1.4版本比1.3版本增加的操作Docker的功能
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Docker API 1.24 |
使用方式 |
Kubernetes1.4 |
Kubernetes1.3 |
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Get container stats based on resource usage |
GET /containers/(id)/stats |
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Update a container |
POST /containers/(id)/update |
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Rename a container |
POST /containers/(id)/rename |
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Retrieving information about files and folders in a container |
HEAD /containers/(id)/archive |
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List containers |
GET /containers/json |
√ |
√ |
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Inspect a container |
GET /containers/(id)/json |
√ |
√ |
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Inspect changes on a container’s filesystem |
GET /containers/(id)/changes |
√ |
√ |
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Create a container |
POST /containers/create |
√ |
√ |
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Start a container |
POST /containers/(id)/start |
√ |
√ |
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Stop a container |
POST /containers/(id)/stop |
√ |
√ |
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Restart a container |
POST /containers/(id)/restart |
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Pause a container |
POST /containers/(id)/pause |
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Unpause a container |
POST /containers/(id)/unpause |
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List processes running inside a container |
GET /containers/(id)/top |
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Kill a container |
POST /containers/(id)/kill |
√ |
√ |
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Remove a container |
DELETE /containers/(id) |
√ |
√ |
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Get an archive of a filesystem resource in a container |
GET /containers/(id)/archive |
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Extract an archive of files or folders to a directory in a container |
PUT /containers/(id)/archive |
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Copy files or folders from a container |
POST /containers/(id)/copy，以后会被删除掉，使用archive代替 |
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Wait a container |
POST /containers/(id)/wait |
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Create a new image from a container’s changes |
POST /commit |
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Attach to a container |
POST /containers/(id)/attach |
√ |
√ |
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Attach to a container (websocket) |
GET /containers/(id or name)/attach/ws |
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Get container logs |
GET /containers/(id)/logs |
√ |
√ |
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Resize a container TTY |
POST /containers/(id)/resize |
√ |
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Export a container |
GET /containers/(id)/export |
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List Images |
GET /images/json |
√ |
√ |
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Inspect an image |
GET /images/(name)/json |
√ |
√ |
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Get the history of an image |
GET /images/(name)/history |
√ |
√ |
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Push an image on the registry |
POST /images/(name)/push |
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Build image from a Dockerfile |
POST /build |
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Create an image |
POST /images/create |
√ |
√ |
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Load a tarball with a set of images and tags into docker |
POST /images/load |
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Get a tarball containing all images in a repository |
GET /images/(name)/get |
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Get a tarball containing all images |
GET /images/get |
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Tag an image into a repository |
POST /images/(name)/tag |
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Remove an image |
DELETE /images/(name) |
√ |
√ |
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Search images |
GET /images/search |
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Monitor Docker’s events |
GET /events |
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Show the docker version information |
GET /version |
√ |
√ |
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Display system-wide information |
GET /info |
√ |
√ |
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Ping the docker server |
GET /_ping |
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List volumes |
GET /volumes |
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Create a volume |
POST /volumes/create |
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Inspect a volume |
GET /volumes/(name) |
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Remove a volume |
DELETE /volumes/(name) |
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List networks |
GET /networks |
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Inspect network |
GET /networks/<network-id> |
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Create a network |
POST /networks/create |
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Remove a network |
DELETE /networks/(id) |
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Connect a container to a network |
POST /networks/(id)/connect |
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Disconnect a container from a network |
POST /networks/(id)/disconnect |
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Check auth configuration |
POST /auth |
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Exec Create |
POST /containers/(id)/exec |
√ |
√ |
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Exec Start |
POST /exec/(id)/start |
√ |
√ |
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Exec Resize |
POST /exec/(id)/resize |
√ |
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Exec Inspect |
GET /exec/(id)/json |
√ |
√ |
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List plugins |
GET /plugins |
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Install a plugin |
POST /plugins/pull?name=<plugin name> |
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Inspect a plugin |
GET /plugins/(plugin name) |
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Enable a plugin |
POST /plugins/(plugin name)/enable |
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Disable a plugin |
POST /plugins/(plugin name)/disable |
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Remove a plugin |
DELETE /plugins/(plugin name) |
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List nodes |
GET /nodes |
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Inspect a node |
GET /nodes/<id> |
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Remove a node |
DELETE /nodes/<id> |
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Update a node |
POST /nodes/<id>/update |
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Inspect swarm |
GET /swarm |
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Initialize a new swarm |
POST /swarm/init |
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Join an existing swarm |
POST /swarm/join |
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Leave a swarm |
POST /swarm/leave |
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Update a swarm |
POST /swarm/update |
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List services |
GET /services |
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Create a service |
POST /services/create |
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Remove a service |
DELETE /services/(id or name) |
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Inspect one or more services |
GET /services/(id or name) |
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Update a service |
POST /services/(id or name)/update |
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List tasks |
GET /tasks |
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Inspect a task |
GET /tasks/(task id) |
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1) 从表格中可以看到，Kubernetes1.4中调用了Docker的Resize a container TTY接口，用来配置Docker容器的虚拟终端（TTY），重新设置Docker容器的虚拟终端之后，需要重新启动容器才能生效。
HTTP请求例子：
POST/containers/4fa6e0f0c678/resize?h=40&w=80 HTTP/1.1
返回响应例子：
HTTP/1.1 200 OK Content-Length: 0 Content-Type: text/plain; charset=utf-8
请求参数：
h – 虚拟终端高度
w – 虚拟终端宽度
HTTP返回响应状态值：
200 – 设置成功
404 – 没有找到指定Docker容器
500 – 不能够重新设置虚拟终端参数
2) 从表格中还可以看到，Kubernetes1.4中调用了Docker的Exec Resize接口，如果在Docker容器中执行exec命令时指定了虚拟终端（tty），那么通过这个API接口就可以重新设置虚拟终端（tty）。
HTTP请求例子：
POST/exec/e90e34656806/resize?h=40&w=80 HTTP/1.1 Content-Type: text/plain
返回响应例子：
HTTP/1.1201 Created Content-Type: text/plain
请求参数：
h –虚拟终端高度
w –虚拟终端宽度
HTTP返回响应状态值：
201 –设置成功
404 –没有找到指定exec实例
3) Kubernetes1.4新增加了上面两个接口调用，可以看看这两个接口调用在源代码中的位置：
func AttachContainer(client DockerInterface,containerID kubecontainer.ContainerID, stdin io.Reader, stdout, stderrio.WriteCloser, tty bool, resize <-chan term.Size) error {
<span style="color:#FF0000;"> kubecontainer.HandleResizing(resize, func(size term.Size) {
client.ResizeContainerTTY(containerID.ID,int(size.Height), int(size.Width))
})</span>
opts:= dockertypes.ContainerAttachOptions{
Stream:true,
Stdin: stdin != nil,
Stdout:stdout != nil,
Stderr:stderr != nil,
}
……
} func (*NativeExecHandler)ExecInContainer(client DockerInterface, container *dockertypes.ContainerJSON,cmd []string, stdin io.Reader, stdout, stderr io.WriteCloser, tty bool, resize<-chan term.Size) error {
……
<span style="color:#FF0000;"> kubecontainer.HandleResizing(resize, func(size term.Size) {
client.ResizeExecTTY(execObj.ID, int(size.Height),int(size.Width))
})</span>
startOpts:= dockertypes.ExecStartCheck{Detach: false, Tty: tty}
streamOpts:= StreamOptions{
InputStream: stdin,
OutputStream:stdout,
ErrorStream: stderr,
RawTerminal: tty,
}
err= client.StartExec(execObj.ID, startOpts, streamOpts)
iferr != nil {
returnerr
}
……
}这两处开发开发人员的注释如下：
Have to start this before the call toclient.AttachToContainer because client.AttachToContainer is a blocking call:-( Otherwise, resize events don't get processed and the terminal neverresizes.
Have to start this before the call toclient.StartExec because client.StartExec is a blocking call :-( Otherwise,resize events don't get processed and the terminal never resizes.
通过注释可以发现，因为attach和start exec两个接口都是可以阻塞的，所以通过增加设置虚拟终端（tty）来判断向attach和start exec两个接口发送的请求是否阻塞。
4) 从表格中还可以看到，Kubernetes没有使用到Docker的网络接口，也没有使用到Docker的卷接口，原因是Kubernetes自己定义了Service和POD，自己实现了POD之间的网络和挂载到POD上的卷。
5) 从表格中也可以看到，Kubernetes对Docker容器的管理只有很少的功能，甚至都没有使用到Docker的重启接口，还是因为Kubernetes自己定义的POD，Kubernetes以POD为基本操作单元，而且是Kubernetes从容器集群管理角度设计的，所以不存在对POD里面单个Docker容器的重启操作。
（四）对Docker其他操作
1) Linux ext4文件系统要求文件名字符个数不能超过255，在Kubernetes1.4中进行了控制。
2) 由于Docker1.12支持了通过—sysctl参数来设置内核参数，所以在Kubernetes1.4可以将安全的sysctl命令放入白名单列表中，这样就可以对容器内核参数进行配置操作，下面是Kubernetes1.4对内核参数的默认设置：
• sysctl -wvm.overcommit_memory=1
表示节点上有多少物理内存就用多少，不进行内存超分配
• sysctl -w vm.panic_on_oom=0
表示当节点上物理内存耗尽时，内核触发OOM killer杀掉最耗内存的进程
• sysctl -w kernel/panic=10
表示当内核panic时，等待10秒后在重启
• sysctl -wkernel/panic_on_oops=1
设置当内核oops发生时，采用panic方式处理。不同于panic会导致OS重启，设备驱动引发的oops通常不会导致OS重启，但是可以通过设置这个参数来指定oops发生时进行OS重启
（五）K8S操作Docker的网络实现
我们可以用下面这张图来把POD和容器之间的关系形象化，此图仅供说明问题时的参考，并无实际意义。
我们可以把POD看作是机器里面的操作系统，把容器看作是里面的进程，在操作系统内部进程间是可以通过IPC（Inter-Process Communication）进行通讯的，不同操作系统之间的进程是通过操作系统IP和端口进行通讯的，那么对应到POD和容器，就变成了POD内部容器间事可以通过IPC（Inter-Process Communication）进行通讯的，不同POD之间的容器是通过POD IP和端口进行通讯的。从集群的角度来考虑问题，Kubernetes基本操作单元是POD，不需要关注到POD中的容器，那么我们可以想象一下，如果我们要按照虚拟机的使用方式来使用容器，那样的话应该如何使用Kubernetes呢？可以看下面的图：
这样我们就实现了像虚拟机那样使用容器，我们可以认为POD就是一个虚拟机，只不过在这个虚拟机中只有一个容器。但是如果要对这个虚拟机进行操作的时候我们发现问题来了，从前面的表格中可以看到，Kubernetes对Docker容器的管理只有很少的功能，没有使用到Docker的重启接口，但是如果把容器当作虚拟机用，必然要使用重启功能，抛开Kubernetes的设计理念，我们自己可以扩展Kubernetes对POD重启的实现，实现把容器当作虚拟机来使用的需求。