kubernetes1.4新特性：支持Docker新特性

（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。

（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

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。