What a Runtime of Windows Container looks like ?

Container Runtime Meetup #2 の資料です。

Transcript

1. What a
   Runtime of Windows
   Container looks like ?
   Cyberblack28
   Container Runtime Meetup #2
   

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2. Name: Yutaka Ichikawa
   Twitter/GitHub/Qiita: cyberblack28
   Hatena Blog: https://cyberblack28.hatenablog.com/
   Slides: https://speakerdeck.com/cyberblack28
   Job
   Educational Solution Architect
   Developer Advocate / Technical Evangelist
   Infrastructure Engineer / Frontend Engineer
   Certification & Community
   CKA CKAD KCM100
   2018 2019
   Profile
   #CNDT2020
   

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3. Agenda
   1. Windows Container Mode
   2. Runtime of Windows Container
   3. Reference
   

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4. Windows Container Mode
   

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5. Windows Container Mode
   プロセス 分離モード（Windows Server Container）
   Hyper-V 分離モード（Hyper-V Container）
   ホストOSのカーネルを共有しながら、ホストOSや他のコンテナーから分離されたユーザー
   モードプロセスの実行環境を提供。
   Linux上のDocker + コンテナーと同様
   Hyper-Vハイパーバイザーを利用して、隔離されたコンテナーごとの専用環境を提供。確
   実なリソースと厳密なセキュリティ境界が特徴。
   ホストOSのカーネルを共用することはない、Windows特有機能。
   

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6. Windows Container Mode
   プロセス 分離モード（Windows Server Container）
   BareMetal or Virtual Machine
   Docker Client
   Windows Server
   Docker
   ホストOSのバージョン/ビルドと
   Windowsコンテナーのバージョン/ビル
   ドが同じ必要があります。
   カーネル共有における制限
   Windows
   Container
   Windows
   Container
   Windows
   Container
   Kernel Share
   

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7. Windows Container Mode
   Hyper-V 分離モード（Hyper-V Container）
   BareMetal or Hyper-V Virtual Machine
   Docker Client
   Docker
   UtilityVM
   Windows Server
   Utility VM
   (Windows Kernel)
   Windows Container
   Utility VM
   (Linux Kernel)
   Linux Container
   UtilityVMと呼ばれる仮想マシンがその
   上で稼働するコンテナーにカーネルを
   提供します。
   Hyper-V分離モードのコンテナーは、ホ
   ストOSのカーネルを共有することはあ
   りません。
   Kernel Share Kernel Share
   Linux Containers on Windows
   (LCOW)
   Hyper-V Container
   Hyper-V Hypervisor
   

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8. Runtime of Windows Container
   

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9. Runtime of Windows Container
   “Linux + Docker + Runtime”
   

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10. Runtime of Windows Container
    Docker
    Docker Client
    containerd
    runC
    Linux
    cgroups Namespaces
    Union
    Filesystem
    Network
    Low-level
    Container Runtime
    High-level
    Container Runtime
    OCI(Open Container Initiative)
    CRI(Container Runtime Interface)
    kubelet
    

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11. Runtime of Windows Container
    “Windows + Docker + Runtime”
    

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12. Runtime of Windows Container
    BareMetal & Virtual Machine
    Docker Client
    Windows Server
    Docker Windows
    Container
    Windows
    Container
    Windows
    Container
    Kernel Share
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    この部分を詳しく...
    プロセス 分離モード（Windows Server Container）
    

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13. Runtime of Windows Container
    Docker
    Docker Client
    Windows
    libcontainerd
    hcsshim
    HCS(Host Compute Service) HNS(Host Network Service)
    Job
    objects
    Namespaces
    Union
    like filesystem extensions
    WinNAT
    Windows
    Firewall
    vSwitch TCP/IP
    VPF
    libnetwork plugins
    Windows
    Container
    Windows
    Container
    

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14. Runtime of Windows Container
    hcsshim
    Host Compute Service（HCS）
    Host Network Service（HNS）
    Host Compute Service（HCS）、Host Network Service（HNS）を使用してWindowsコンテ
    ナーの起動、管理するためのGolangインターフェイス。
    Windowsでコンテナーを扱うためのAPI。Linuxにおけるcontainerdとruncにあたる機能を
    提供。
    Windowsでコンテナーのネットワークを扱うためのAPI。Windowsコンテナーのネットワー
    ク管理を担います。
    

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15. Runtime of Windows Container
    “Windows + Docker + Kubernetes + Runtime”
    

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16. Runtime of Windows Container
    2019.03 Kubernetes 1.14
    Windows（Docker EE-basic 18.09+、Windows Server 2019/1809+）ノードをワーカー
    ノードとして追加し、Windowsコンテナーをスケジュールする機能をサポート。※Control
    PlaneはLinuxであることが制限事項
    参考：Intro to Windows support in Kubernetes
    (https://kubernetes.io/ja/docs/setup/production-environment/windows/intro-windows-in-kubernetes/)
    2020年8月時点では、Kubernetesで対応するWindowsコンテナーは、
    プロセス分離モード、Hyper-V分離モードはKubernetes 1.20(containerd1.5)予定。
    History
    

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17. Runtime of Windows Container
    Docker
    Docker Client
    kubelet
    libcontainerd libnetwork plugins
    Windows
    HCS(Host Compute Service) HNS(Host Network Service)
    Job objects Namespaces
    Union like filesystem extensions
    WinNAT Windows Firewall
    TCP/IP vSwitch VPF
    dockershim
    hcsshim
    Windows
    Container
    Windows
    Container
    

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18. Runtime of Windows Container
    2020.03 Kubernetes 1.18
    Windows上のCRI-ContainerDのサポートを追加（Containerd1.3）。
    参考：Intro to Windows support in Kubernetes
    (https://kubernetes.io/ja/docs/setup/production-environment/windows/intro-windows-in-kubernetes/)
    ● Enable CRI plugin #4076
    ● Add support for Windows containers process isolation cri#1264
    ● Build CRI Plugin on Windows and add presubmit cri#1258
    Containerd 1.4で実際は追加されました。（2020年8月時点）。
    (https://github.com/containerd/containerd/releases)
    

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19. kubelet
    Windows
    Runtime of Windows Container
    Docker
    Docker Client
    containerd
    containerd-shim(runhcs)
    libcontainerd libnetwork plugins
    HCS(Host Compute Service) HNS(Host Network Service)
    Job objects Namespaces
    Union like filesystem extensions
    WinNAT Windows Firewall
    TCP/IP vSwitch VPF
    hcsshim
    CRI(Container Runtime Interface)
    CRI API
    Windows
    Container
    Windows
    Container
    OCI(Open Container Initiative)
    OCI準拠のruncのフォーク
    

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20. View Slide

21. Runtime of Windows Container
    Simplifying Windows runtime and deployment in Kubernetes - Muzz Imam, Microsoft & Michael Michael, VMware
    

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22. kubelet
    Windows
    Runtime of Windows Container
    Docker
    Docker Client
    containerd
    containerd-shim (hcsshim)
    libcontainerd libnetwork plugins
    HCS(Host Compute Service) HNS(Host Network Service)
    Job objects Namespaces
    Union like filesystem extensions
    WinNAT Windows Firewall
    TCP/IP vSwitch VPF
    hcsshim
    CRI(Container Runtime Interface)
    CRI API
    Windows
    Container
    Windows
    Container
    

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23. Runtime of Windows Container
    Simplifying Windows runtime and deployment in Kubernetes - Muzz Imam, Microsoft & Michael Michael, VMware
    

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24. Runtime of Windows Container
    Simplifying Windows runtime and deployment in Kubernetes - Muzz Imam, Microsoft & Michael Michael, VMware
    Kubernetes 1.20
    Containerd 1.5
    に向けて
    

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25. Runtime of Windows Container
    Simplifying Windows runtime and deployment in Kubernetes - Muzz Imam, Microsoft & Michael Michael, VMware
    

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26. Runtime of Windows Container
    Add
    Windows
    Node to
    Kubernetes
    Cluster
    （GA or Experiment）
    Enterprise
    

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27. Reference
    

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28. Reference
    I referred to the good books and internet information.
    

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29. Reference
    ● Windows コンテナー プラットフォーム
    https://docs.microsoft.com/ja-jp/virtualization/windowscontainers/deploy-containers/containerd
    ● Introducing the Host Compute Service (HCS)
    https://techcommunity.microsoft.com/t5/containers/introducing-the-host-compute-service-hcs/ba-p/382332
    ● Windows上のコンテナに関するドキュメント
    https://docs.microsoft.com/ja-jp/virtualization/windowscontainers/
    ● Kubernetesエコシステム-コンテナランタイム編
    https://www.kaitoy.xyz/2019/06/15/k8s-ecosystem-container-runtimes/#containerd
    ● Docker Desktop の復習と、Windows Container に入門: Windows Server Container 理論編
    https://qiita.com/kikuchi_kentaro/items/2fb0171e18821d402761
    ● Intro to Windows support in Kubernetes (翻訳に協力)
    https://kubernetes.io/ja/docs/setup/production-environment/windows/intro-windows-in-kubernetes/
    ● sig-windows
    https://github.com/kubernetes/enhancements/tree/master/keps/sig-windows
    

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30. Thank you for your attention !!
    

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