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

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

Windows Container Mode

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。

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

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

Runtime of Windows Container

Runtime of Windows Container “Linux + Docker + Runtime”

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

Runtime of Windows Container “Windows + Docker + Runtime”

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

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

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。

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

Reference

Reference I referred to the good books and internet information.

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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