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Docker友好的，最小的Ubuntu基础镜像

Baseimage-docker是一个特殊的Docker镜像，在Docker容器内做了配置，并且可以正确使用。它确实是一个Ubuntu系统, 除此之外进行了如下修订：

  • 为更加友好的支持Docker，做了修订。
  • 在Docker环境下，作为管理工具特别有用。
  • 在不违反Docker哲学的前提下，能够很容易的运行多进程的机制。

可以把它作为自己的基础Docker镜像。

Baseimage-docker项目可以直接从Docker的registry获取！

原生的Ubuntu基础镜像有什么问题呢？

原生Ubuntu不是为了在Docker内运行而设计的。它的初始化系统Upstart，假定运行的环境要么是真实的硬件，要么是虚拟的硬件，而不是在Docker容器内。但是在一个Docker的容器内，并不需要一个完整的系统，你需要的只是一个很小的系统。但是如果你不是非常熟悉Unix的系统模型，想要在Docker容器内裁减出最小的系统，会碰到很多难以正确解决的陌生的技术坑。这些坑会引起很多莫名其妙的问题。

Baseimage-docker让这一切完美。在"内容"部分描述了所有这些修改。

为什么使用baseimage-docker？

你自己可以从Dockerfile配置一个原生ubuntu镜像，为什么还要多此一举的使用baseimage-docker呢?

  • 配置一个Docker友好的基础系统并不是一个简单的任务。如前所述，过程中会碰到很多坑。当你搞定这些坑之后，只不过是又重新发明了一个baseimage-docker而已。使用baseimage-docker可以免去你这方面需要做的努力。
  • 减少需要正确编写Dockerfile文件的时间。你不用再担心基础系统，可以专注于你自己的技术栈和你的项目。
  • 减少需要运行docker build的时间，让你更快的迭代Dockerfile。
  • 减少了重新部署的时的下载时间。Docker只需要在第一次部署的时候下载一次基础镜像。在随后的部署中,只需要改变你下载之后对基础镜像进行修改的部分。

相关资源

网站 | Github | Docker registry | 论坛 | Twitter | Blog

目录

镜像里面有什么？

概述

想看一个里面包含Ruby，Python，Node.js以及Meteor的完整基础镜像？可以看一下passenger-docker。

模块 为什么包含这些？以及备注
Ubuntu 20.04 LTS 基础系统。
一个正确的初始化进程 主要文章：Docker和PID 1 僵尸进程回收问题

根据Unix进程模型，初始化进程 -- PID 1 -- 继承了所有孤立的子进程，并且必须进行回收。大多数Docker容器没有一个初始化进程可以正确的完成此操作，随着时间的推移会导致他们的容器出现了大量的僵尸进程。

而且，docker stop发送SIGTERM信号给初始化进程，照理说此信号应该可以停止所有服务。不幸的是由于它们对硬件进行了关闭操作，导致Docker内的大多数初始化系统没有正确执行。这会导致进程强行被SIGKILL信号关闭，从而丧失了一个正确取消初始化设置的机会。这会导致文件损坏。

Baseimage-docker配有一个名为/sbin/my_init的初始化进程来同时正确的完成这些任务。
修复了APT与Docker不兼容的问题 详情参见：moby/moby#1024 。
syslog-ng 对于很多服务－包括kernel自身，都需要一个syslog后台进程，以便可以正确的将log输出到/var/log/syslog中。如果没有运行syslog后台进程，很多重要的信息就会默默的丢失了。

只对本地进行监听。所有syslog信息会被转发给“docker logs”。
logrotate 定期转存和压缩日志。
SSH服务 允许你很容易的登录到容器中进行查询或管理操作。

SSH默认是禁用的，这也是baseimage-docker为此目的提供的唯一方法。其它方法需要通过docker exec。由于docker exec同时带来了几个需要注意的问题，SSH同时也提供了一个可替换的方法。

密码和challenge-response认证方式默认是禁用的。只有key认证通过之后才能够开启。
cron 为了保证cron任务能够工作，必须运行cron后台进程。
runit 替换Ubuntu的Upstart。用于服务监控和管理。比SysV init更容易使用，同时当这些服务崩溃之后，支持后台进程自动重启。比Upstart更易使用，更加的轻量级。
setuser 使用其它账户运行命令的工具。比su更容易使用，比使用sudo有那么一点优势，跟chpst不同，这个工具需要正确的设置$HOME。像/sbin/setuser这样。
Baseimage-docker非常的轻量级：仅仅占用6MB内存。

等等,我认为Docker在一个容器中就运行一个进程吗?

绝对不是这样的. 在一个docker容器中,运行多个进程也是很好的. 事实上,没有什么技术原因限制你只运行一个进程,运行很多的进程,只会把容器中系统的基本功能搞的更乱,比如syslog.

Baseimage-docker 鼓励 通过runit来运行多进程.

检测一下baseimage-docker

要检测镜像,执行下面的命令:

docker run --rm -t -i phusion/baseimage:<VERSION> /sbin/my_init -- bash -l

<VERSION> 是baseimage-docker的版本号.

你不用手动去下载任何文件.上面的命令会自动从docker仓库下载baseimage-docker镜像.

使用baseimage-docker作为基础镜像

入门指南

镜像名字叫phusion/baseimage,在Docker仓库上也是可用的.

下面的这个是一个Dockerfile的模板.

# 使用phusion/baseimage作为基础镜像,去构建你自己的镜像,需要下载一个明确的版本,千万不要使用`latest`.
# 查看https://github.com/phusion/baseimage-docker/blob/master/Changelog.md,可用看到版本的列表.
FROM phusion/baseimage:<VERSION>

# 设置正确的环境变量.
ENV HOME /root

# 生成SSH keys,baseimage-docker不包含任何的key,所以需要你自己生成.你也可以注释掉这句命令,系统在启动过程中,会生成一个.
RUN /etc/my_init.d/00_regen_ssh_host_keys.sh

# 初始化baseimage-docker系统
CMD ["/sbin/my_init"]

# 这里可以放置你自己需要构建的命令

# 当完成后,清除APT.
RUN apt-get clean && rm -rf /var/lib/apt/lists/* /tmp/* /var/tmp/*

增加后台进程

你可以通过runit工具向你的镜像中添加后台进程(例如:你自己的某些应用).你需要编写一个运行你需要的后台进程的脚本就可以了,runit工具会保证它的正常运行,如果进程死掉,runit也会重启它的.

脚本的名称必须是run,必须是可以运行的,它需要放到/etc/service/<NAME>.

这里有一个例子,向你展示如果运行memcached服务的.

### memcached.sh(确定文件的权限是chmod +x):
#!/bin/sh
# `/sbin/setuser memcache` 指定一个`memcache`用户来运行命令.如果你忽略了这部分,就会使用root用户执行.
exec /sbin/setuser memcache /usr/bin/memcached >>/var/log/memcached.log 2>&1

### 在Dockerfile中:
RUN mkdir /etc/service/memcached
COPY memcached.sh /etc/service/memcached/run

注意脚本必须运行在后台的,不能让他们进程进行daemonize/fork.通常,后台进程会提供一个标志位或者配置文件.

在容器启动的时候,运行脚本.

baseimage-docker的初始化脚本 /sbin/my_init,在启动的时候进程运行,按照下面的顺序:

  • 如果/etc/my_init.d存在,则按照字母顺序执行脚本.
  • 如果/etc/rc.local存在,则执行里面的脚本.

所有的脚本都是正确退出的,例如:退出的code是0.如果有任何脚本以非0的code退出,启动就会失败.

下面的例子向你展示了怎么添加一个启动脚本.这个脚本很简单的记录的一个系统启动时间,将启动时间记录到/tmp/boottime.txt.

### 在 logtime.sh (文件权限chmod +x):
#!/bin/sh
date > /tmp/boottime.txt

### 在 Dockerfile中:
RUN mkdir -p /etc/my_init.d
COPY logtime.sh /etc/my_init.d/logtime.sh

环境变量

如果你使用/sbin/my_init作为主容器命令,那么通过docker run --env或者在Dockerfile文件中设置的ENV环境变量,都会被my_init读取.

  • 在Unix系统中,环境变量都会被子进程给继承.这就意味着,子进程不可能修改环境变量或者修改其他进程的环境变量.
  • 由于上面提到的一点,这里没有一个可以为所有应用和服务集中定义环境的地方.Debian提供了一个/etc/environment 文件,解决一些问题.
  • 某些服务更改环境变量是为了给子进程使用.Nginx有这样的一个例子:它移除了所有的环境变量,除非你通过env进行了配置,明确了某些是保留的.如果你部署了任何应用在Nginx镜像(例如:使用passenger-docker镜像或者使用Phusion Passenger作为你的镜像.),那么你通过Docker,你不会看到任何环境变量.

my_init提供了一个办法来解决这些问题.

集中定义你的环境变量

在启动的时候,在执行startup scripts,my_init会从/etc/container_environment导入环境变量.这个文件夹下面,包含的文件,文件被命名为环境变量的名字.文件内容就是环境变量的值.这个文件夹是因此是一个集中定义你的环境变量的好地方,它会继承到所有启动项目和Runit管理的服务中.

给个例子,在你的dockerfile如何定义一个环境变量:

RUN echo Apachai Hopachai > /etc/container_environment/MY_NAME

你可以按照下面这样验证:

$ docker run -t -i <YOUR_NAME_IMAGE> /sbin/my_init -- bash -l
...
*** Running bash -l...
# echo $MY_NAME
Apachai Hopachai

换行处理

如果你观察仔细一点,你会注意到'echo'命令,实际上在它是在新行打印出来的.为什么$MY_NAME没有包含在一行呢? 因为my_init在尾部有个换行字符.如果你打算让你的值包含一个新行,你需要增另外一个新字符,像这样:

RUN echo -e "Apachai Hopachai\n" > /etc/container_environment/MY_NAME

环境变量存储

上面提到集中定义环境变量,它不会从子服务进程改变父服务进程或者重置环境变量.而且,my_init也会很容易的让你查询到原始的环境变量是什么.

在启动的时候,/etc/container_environment, my_init中的变量会存储起来,并且导入到环境变量中,例如一下的格式:

  • /etc/container_environment
  • /etc/container_environment.sh- 一个bash存储的环境变量格式.你可以从这个命令中得到base格式的文件.
  • /etc/container_environment.json - 一个json格式存储的环境变量格式.

多种格式可以让你不管采用什么语言/apps都可以很容易使用环境变量.

这里有个例子,展示怎么使用:

$ docker run -t -i \
  --env FOO=bar --env HELLO='my beautiful world' \
  phusion/baseimage:<VERSION> /sbin/my_init -- \
  bash -l
...
*** Running bash -l...
# ls /etc/container_environment
FOO  HELLO  HOME  HOSTNAME  PATH  TERM  container
# cat /etc/container_environment/HELLO; echo
my beautiful world
# cat /etc/container_environment.json; echo
{"TERM": "xterm", "container": "lxc", "HOSTNAME": "f45449f06950", "HOME": "/root", "PATH": "/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin", "FOO": "bar", "HELLO": "my beautiful world"}
# source /etc/container_environment.sh
# echo $HELLO
my beautiful world

修改环境变量

通过修改/etc/container_environment这个文件,很有可能修改了my_init中的环境变量.之后,每次my_init启动启动脚本,就会重置掉我们自己/etc/container_environment中的环境变量,也就会导致container_environment.sh和container_environment.json重新存储.

但是记住这些:

  • 修改container_environment.sh 和 container_environment.json是没有效果的.
  • Runit 的服务是不能像这样修改环境变量的.my_init运行的时候,只对/etc/container_environment中的修改是生效的.

安全

因为环境变量可能包含敏感信息, /etc/container_environment和它的bash文件和JSON文件,默认都是root,都是可以被docker_env群组可以访问的(所以任何用户只要添加到群组中,都可以自动的获取这些信息).

如果你确定你的环境变量中没有什么敏感信息,那么你可以放松管理权限,将文件夹和文件分配下面的权限:

RUN chmod 755 /etc/container_environment
RUN chmod 644 /etc/container_environment.sh /etc/container_environment.json

解决Docker没有办法解决的/etc/hosts的问题

当前是没有办法在docker容器中修改/etc/hosts,这个是因为Docker bug 2267.Baseimage-docker包含了解决这个问题的办法,你必须明白是怎么修改的.

修改的办法包含在系统库中的 libnss_files.so.2文件,这个文件使用/etc/workaround-docker-2267/hosts来代替系统使用/etc/hosts.如果需要修改/etc/hosts,你只要修改/etc/workaround-docker-2267/hosts就可以了.

增加这个修改到你的Dockerfile.下面的命令修改了文件libnss_files.so.2.

RUN /usr/bin/workaround-docker-2267

(其实你不用在Dockerfile文件中运行这个命令,你可以在容器中运行一个shell就可以了.)

验证一下它是否生效了,在你的容器中打开一个shell,修改/etc/workaround-docker-2267/hosts,检查一下是否生效了:

bash# echo 127.0.0.1 my-test-domain.com >> /etc/workaround-docker-2267/hosts
bash# ping my-test-domain.com
...should ping 127.0.0.1...

注意apt-get升级: 如果Ubuntu升级,就有可能将libnss_files.so.2覆盖掉,那么修改就会失效.你必须重新运行/usr/bin/workaround-docker-2267.为了安全一点,你应该在运行apt-get upgrade之后,运行一下这个命令.

禁用SSH

Baseimage-docker默认是支持SSH的,所以可以使用SSH来管理你的容器.万一你不想支持SSH,你只要禁用它就可以:

RUN rm -rf /etc/service/sshd /etc/my_init.d/00_regen_ssh_host_keys.sh

容器管理

一个优秀的docker想法,就是docker是一个无状态的,容易启动的容器,就想一个黑盒子.然而,你可能遇到某种情况,需要登录到容器,或者运行命令在容器中.或者为了开发,需要查看或者debug的目的.这章就给你讲解怎么管理容器.

在一个新容器中运行一个一闪而过的命令

备注: 这章讲解怎么在一个-新-容器中运行命令.要在一个存在的容器中运行命令,请查看在一个存在的容器中,运行一个命令.

正常情况下,当你创建了一个新容器,为了在容器中运行一个单独的命令,而且在运行之后会立即退出的,你会这样调用docker命令:

docker run YOUR_IMAGE COMMAND ARGUMENTS...

然而下面的方法初始化系统的进行是不会启动.它是这样的,当调用COMMAND的时候,重要的后台进程,例如定时任务和系统日志都是不运行的.同样,子进程也是不会出现的,因为COMMAND的pid是1.

Baseimage-docker提供了一个灵活的方式运行只要一闪而过的命令,同时也解决了上述所说的问题.以一下的方式运行一条命令:

docker run YOUR_IMAGE /sbin/my_init -- COMMAND ARGUMENTS ...

他们会按照下面的流程执行:

  • 运行所有的启动文件,例如 /etc/my_init.d/* and /etc/rc.local.
  • 运行所有的runit服务
  • 运行指定的命令
  • 运行指定的命令结束之后,结束所有runit服务.

例如:

$ docker run phusion/baseimage:<VERSION> /sbin/my_init -- ls
*** Running /etc/my_init.d/00_regen_ssh_host_keys.sh...
No SSH host key available. Generating one...
Creating SSH2 RSA key; this may take some time ...
Creating SSH2 DSA key; this may take some time ...
Creating SSH2 ECDSA key; this may take some time ...
*** Running /etc/rc.local...
*** Booting runit daemon...
*** Runit started as PID 80
*** Running ls...
bin  boot  dev  etc  home  image  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  selinux  srv  sys  tmp  usr  var
*** ls exited with exit code 0.
*** Shutting down runit daemon (PID 80)...
*** Killing all processes...

你会发现默认的启动流程太复杂或者你不希望执行启动文件, 你可以自定义这些参数传递给 my_init. 调用docker run YOUR_IMAGE /sbin/my_init --help可以看到帮助信息.

例如上面运行ls命令,同时要求不运行启动脚本,减少信息打印,运行runit所有命令.

$ docker run phusion/baseimage:<VERSION> /sbin/my_init --skip-startup-files --quiet -- ls
bin  boot  dev  etc  home  image  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  selinux  srv  sys  tmp  usr  var

在一个已经运行的容器中,运行一条命令

这里有两种办法, 在一个已经运行的容器内执行命令.

两种方法都是他们各自的优点和确定, 你可以学习他们各自的章节来了解他们.

通过nsenter,登录容器或者在容器内执行命令

你可以使用在docker主机上面的nsenter工具,来登录任何基于baseimage-docker的docker容器.你可以使用它在你的容器中运行命令.

这里有个和通过ssh,登录容器或者在容器内执行命令的优缺点的比较:

  • 优点
    • 不需要在容器中运行ssh服务.
    • 不需要ssh key.
    • 运行在任何容器上,甚至不是基于baseimage-docker的容器.
  • 缺点
    • 通过nsenter运行的进程会和正常运行稍微有不同.例如,他们不同结束掉在容器中正常运行的进程.这适用于所有的子进程.
    • 如果nsenter进程被其他命令(如kill命令)给终止,然后由nsenter所执行的命令,是不会被结束的.你将不得不手动清理.(备注:终端控制命令像Ctrl-C 会 清理所有的子进程,因为终端信号被发送到所有流程的终端会话)
    • 需要学习新工具.
    • 需要在docker主机上面提供root权限.
    • 需要在docker主机上面是可用的.在写这篇文字的时候(2014年7月),大多数linux发行版没有加载它.然而,baseimage-docker提供了预编译的二进制文件,允许你通过docker-bash工具,来很容易的使用它.
    • 不可能没有登录到docker主机,就登录到docker容器中.(也就是说,你必须登录到docker主机,通过docker主机登录到容器.)

用例

第一,确定nsenter已经安装了.在写这篇文字的时候(2014年7月),大多数linux发行版没有加载它.然而,baseimage-docker提供了预编译的二进制文件,允许你通过docker-bash工具,让任何人都可以使用.

接着,启动一个容器.

docker run YOUR_IMAGE

找出你刚才运行容器的ID.

docker ps

一旦得到容器的id, 找到运行容器的主进程PID.

docker inspect -f "{{ .State.Pid }}" <ID>

现在你已得到容器的主进程PID, 就可以使用nsenter来登录容器, 或者在容器中执行命令:

# 登录容器
nsenter --target <MAIN PROCESS PID> --mount --uts --ipc --net --pid bash -l

# 在容器中执行命令
nsenter --target <MAIN PROCESS PID> --mount --uts --ipc --net --pid -- echo hello world

docker-bash工具

目前(2017-03-31), 英文文档没有发现这个命令

查找一个容器的主要进程的PID和输入这么长的nsenter命令很快会变得乏味无比.幸运的是,我们提供了一个docker-bash 工具,它可以自动完成只要的工具.这个工具是运行在docker主机上面,不是在docker容器中.

该工具还附带了一个预编译的二进制nsenter,这样你不需要自己安装nsenter了.docker-bash是很简单的使用的.

首先,在docker主机上安装这个工具:

curl --fail -L -O https://github.com/phusion/baseimage-docker/archive/master.tar.gz && \
tar xzf master.tar.gz && \
sudo ./baseimage-docker-master/install-tools.sh

运行这个工具登录到容器中:

docker-bash YOUR-CONTAINER-ID

你可以通过docker ps来查找你的容器ID.

默认,docker-bash会打开一个bash 回话.你可以告诉运行什么命令,之后就会自动退出:

docker-bash YOUR-CONTAINER-ID echo hello world

通过ssh,登录容器或者在容器内执行命令

你可以使用ssh来登录任何基于baseimage-docker的容器.你可以使用它在容器中执行命令.

这里有个和通过nsenter,登录容器或者在容器内执行命令的优缺点的比较:

  • 优点
    • 不像nsenter一样,运行在docker主机上面.几乎每个人都会安装一个ssh客户端.
    • 不想使用nsenter,运行的进程和正在的进程会不一样.
    • 不需要docker主机提供root权限.
    • 运行你让用户登录到容器,而不需要登录到docker主机.然而,默认这是不启用的,因为baseimage-docker默认不是开放ssh服务的.
  • 缺点
    • 需要设置ssh key.然而,baseimage-docker会提供一种方法,会让key的生成变得很容易.阅读更多信息.

第一件事情,就是你需要确定你在容器中已经安装设置了ssh key. 默认是不安装任何key的,所以任何人都无法登录.为了方便的原因,我们提供了一个已经生成的key (PuTTY format),为了让你使用方便.然后,请注意这个key仅仅是为方便.他没有任何安全性,因为它的key是在网络上提供的.在生产环境,你必须使用你自己的key.

在容器中使用key

你可以临时的使用key仅仅作为容器使用.这就以为这key是安装在容器上的.如果你使用docker stop和docker start控制容器,那么key是在容器中,但是如果你使用docker run开启一个新容器,那么这个容器是不包含key的.

启动新容器包含key--enable-insecure-key:

docker run YOUR_IMAGE /sbin/my_init --enable-insecure-key

找出你的刚才运行的容器的ID:

docker ps

一旦你得到容器的ID,就能找到容器使用的IP地址:

docker inspect -f "{{ .NetworkSettings.IPAddress }}" <ID>

译者注: 类似 "{{ .NetworkSettings.IPAddress }}" 是用到了 Go的模板语法.

现在你得到了IP地址, 你就可以通过SSH来登录容器,或者在容器中执行命令了:

# 下载key
curl -o insecure_key -fSL https://github.com/phusion/baseimage-docker/raw/master/image/services/sshd/keys/insecure_key
chmod 600 insecure_key

# 登录容器
ssh -i insecure_key root@<IP address>

# 在容器中执行命令
ssh -i insecure_key root@<IP address> echo hello world

支持一个长久的key

在一个长久存在的镜像中支持一个key是很可能的.一般是不推荐这么做,但是对于临时开始或者做demo演示,对安全要求不高,还是很合适的.

编辑你的dockerfile,来安装永久的key:

RUN /usr/sbin/enable_insecure_key

在容器中怎么使用,同在容器中使用key的章节说的一样.

使用你自己的key

编辑你的dockerfile,来安装ssh public key:

## 安装你自己的public key.
COPY your_key.pub /tmp/your_key.pub
RUN cat /tmp/your_key.pub >> /root/.ssh/authorized_keys && rm -f /tmp/your_key.pub

重新创建你的镜像.一旦你创建成功,启动基于这个镜像的容器.

docker run your-image-name

找出你的刚才运行的容器的ID:

docker ps

一旦你拥有容器的ID,就能找到容器使用的IP地址:

docker inspect -f "{{ .NetworkSettings.IPAddress }}" <ID>

现在你有得了IP地址,你就可以通过SSH来登录容器,或者在容器中执行命令了:

# 登录容器
ssh -i /path-to/your_key root@<IP address>

# 在容器中执行命令
ssh -i /path-to/your_key root@<IP address> echo hello world

docker-ssh工具

找到容器的IP,运行ssh命令,很快会变得乏味无聊.幸运的是,我们提供了一个docker-ssh,可以自动完成这些事情.这个工具是运行在Docker 主机上的,不是安装在docker容器中的.

首先,在docker主机上面安装这个工具.

curl --fail -L -O https://github.com/phusion/baseimage-docker/archive/master.tar.gz && \
tar xzf master.tar.gz && \
sudo ./baseimage-docker-master/install-tools.sh

使用这个工具通过ssh登录容器:

docker-ssh YOUR-CONTAINER-ID

你可以使用docker ps找到YOUR-CONTAINER-ID.

默认,docker-bash会打开一个bash 回话.你可以告诉运行什么命令,之后就会自动退出:

docker-ssh YOUR-CONTAINER-ID echo hello world

创建你自己的镜像

如果某些原因,你需要创建你自己的镜像,来替代从docker仓库下载镜像,可以按照的说明.

克隆仓库:

git clone https://github.com/phusion/baseimage-docker.git
cd baseimage-docker

创建一个包含docker在内的虚拟机.你可以使用我们提供的Vagrantfile.

vagrant up
vagrant ssh
cd /vagrant

编译镜像:

make build

如果你想修改镜像的名称, 通过NAME变量可以设置:

make build NAME=joe/baseimage

总结

Please enjoy baseimage-docker, a product by Phusion. :-)