# Kubernetes 1.12 中的 RuntimeClass

原文：[Kubernetes v1.12: Introducing RuntimeClass](https://kubernetes.io/blog/2018/10/10/kubernetes-v1.12-introducing-runtimeclass/)

起初，Kubernetes 只支持运行于 Docker 容器中的 Linux 本地应用。Kubernetes 1.3 中，[rtk](https://kubernetes.io/blog/2016/07/rktnetes-brings-rkt-container-engine-to-kubernetes/) 为首的其他运行时支持开始逐步浮现，促成了[容器运行时（CRI）](https://kubernetes.io/blog/2016/12/container-runtime-interface-cri-in-kubernetes/)的诞生，更多的项目也因此加入了这一行列 ：[Kata Container](https://katacontainers.io/) 和 [gVisor](https://github.com/google/gvisor) 实现了更好的工作负载隔离；Kubernetes 的 Windows 支持也一直在[稳步发展](https://kubernetes.io/blog/2018/01/kubernetes-v19-beta-windows-support/)。

不同的容器运行时面向不同的使用场景，也就产生了在同一集群中使用混合运行时的需要。但是这所有不同的运行容器的方式都带来了一些亟待处理的问题：

- 用户如何列出、并为工作负载选定合适的运行时？
- 如何保证让 Pod 被调度到支持指定运行时的节点上？
- 各种运行时都支持什么样的特性？如何让用户了解到这其中的兼容问题？
- 多种运行时的不同资源开销如何应对？

`RuntimeClass` 为此而来。

## Kubernetes 1.12 中的 RuntimeClass

`RuntimeClass` 在 Kubernetes 1.12 中实现，目前为 Alpha 阶段。初始阶段的焦点是提供一个对运行时进行选择的 API，并且为解决其它多运行时方面的问题进行了一些尝试。

`RuntimeClass` 资源对 Kubernetes 集群上的容器运行时进行了描述。集群安装程序用 `RuntimeClass` 对运行时进行安装、设置和定义。目前 `RuntimeClassSpec` 包含一个字段 `RuntimeHandler`。运行于节点上的 CRI 会对 `RuntimeHandler` 进行解释，将其映射为实际的运行时配置。`PodSpec` 也随之进行了扩展，加入了一个 `RuntimeClassName` 字段，这个字段的值代表运行该 Pod 所需的 `RuntimeClass` 的名称。

为什么 `RuntimeClass` 是个 Pod 级的概念？Kubernetes 资源模型能够在 Pod 中的不同容器之间共享某些资源。如果组成 Pod 的不同容器具有不同的资源模型，会对资源共享造成很大的挑战。例如在不同虚拟机之间共享 `loopback` 适配器是极其困难的，但是在同一 Pod 中的两个容器之间进行通信时，这是个非常普遍的需要。

## 下一步？

要向控制面呈现运行时属性，`RuntimeClass` 资源是个很重要的基础。例如要在多种不同运行时 Node 组成的集群中实现调度支持，我们可能需要在 `RuntimeClass` 定义中实现 [NodeAffinity](https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/assign-pod-node/#affinity-and-anti-affinity)。[Pod Overhead proposal](https://docs.google.com/document/d/1EJKT4gyl58-kzt2bnwkv08MIUZ6lkDpXcxkHqCvvAp4/preview) 在这方面做出了一些早期尝试，和 `RuntimeClass` 非常匹配，未来会逐步进行跟进。

目前还提出了很多其它的 `RuntimeClass` 扩展，会逐步进行进一步的研究和开发。正在考虑的扩展包括：

- 呈现容器运行时所支持的可选特性，并为不兼容功能引发的错误提供更好的展示。
- 将运行时的功能发现过程进行自动化，从而为自动的调度决策提供支持。
- 提供运行时的自动注册功能，这样用户就可以在不停机的情况下为现有集群中安装新的运行时。
- 为 Pod 的需求提供合适的 `RuntimeClass`。例如指定运行时属性，让系统自行对 `RuntimeClass` 进行匹配，从而避免显式指定 `RuntimeClass`。

至少到 2019 年。`RuntimeClass` 的开发工作都会保持活跃，我们很高兴，从 Kubernetes 1.12 开始，这一功能以 Alpha 的形态成功面世。

## 还有更多

作为一个 Alpha 功能，还需要一些额外的设置步骤才能够使用 `RuntimeClass`。详情请参考 [RuntimeClass 文档](https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/runtime-class/#runtime-class)。

[RuntimeClass Kubernetes ENhancement Proposal](https://github.com/kubernetes/community/blob/master/keps/sig-node/0014-runtime-class.md) 之中包含了更多的设计细节。

[Sandbox Isolation Level Decision](https://docs.google.com/document/d/1fe7lQUjYKR0cijRmSbH_y0_l3CYPkwtQa5ViywuNo8Q/preview) 一文介绍了将此方案落地到 Pod 级的思考过程。