docker与gosu

Posted 2022-09-29

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容器中不要使用root账号

• gosu是个工具，用来提升指定账号的权限，作用与sudo命令类似，而docker中使用gosu的起源来自安全问题；

• docker容器中运行的进程，如果以root身份运行的会有安全隐患，该进程拥有容器内的全部权限，更可怕的是如果有数据卷映射到宿主机，那么通过该容器就能操作宿主机的文件夹了，一旦该容器的进程有漏洞被外部利用后果是很严重的。

• 因此， 容器内使用非root账号运行进程才是安全的方式， 这也是我们在制作镜像时要注意的地方。

• 这里有篇文章也推荐在容器中使用最小权限的账号：https://snyk.io/blog/10-docker-image-security-best-practices/ ，如下图：

在镜像中创建非root账号

• 既然不能用root账号，那就要创建其他账号来运行进程了，以redis官方镜像的Dockerfile为例，来看看如何创建账号，如下图，地址是：https://github.com/docker-library/redis/blob/6845f6d4940f94c50a9f1bf16e07058d0fe4bc4f/5.0/Dockerfile ：

• 可见redis官方镜像使用groupadd和useradd创建了名为redis的组合账号，接下来就是用redis账号来启动服务了，理论上应该是以下套路：

1. 用 USER redis 将账号切换到redis；
2. 在docker-entrypoint.sh执行的时候已经是redis身份了，如果遇到权限问题，例如一些文件只有root账号有读、写、执行权限，用sudo xxx命令来执行即可；

• 但事实并非如此！

• 在Dockerfile脚本中未发现 USER redis 命令，这意味着执行docker-entrypoint.sh文件的身份是root；

• 其次，在docker-entrypoint.sh中没有发现 su - redis 命令，也没有 sudo 命令；

• 这是怎么回事呢？难道容器内的redis服务是用root账号启动的？

确认redis服务的启动账号

• 还是自己动手来证实一下吧，我的环境信息如下：

• 操作系统：CentOS Linux release 7.6.1810

• Docker： 1.13.1

• 操作步骤如下：

• 启动一个redis容器：

docker run --name myredis -idt redis

• 进入容器：

docker exec -it myredis /bin/bash

• 在容器内，先更新apt：

apt-get update

• 安装ps命令：

apt-get install procps

• 执行命令 ps -ef 查看redis服务，结果如下：

root@122c2df16bbb:/data# ps -ef
UID         PID   PPID  C STIME TTY          TIME CMD
redis         1      0  0 09:22 ?        00:00:01 redis-server *:6379
root        287      0  0 09:36 ?        00:00:00 /bin/bash
root        293    287  0 09:39 ?        00:00:00 ps -ef

• 上面的结果展示了两个关键信息：

• 第一，redis服务是redis账号启动的，并非root；

• 第二，redis服务的PID等于1，这很重要，宿主机执行 docker stop 命令时，该进程可以收到SIGTERM信号量，于是redis应用可以做一些退出前的准备工作，例如保存变量、退出循环等，也就是优雅停机(Gracefully Stopping)；

• 现在我们已经证实了redis服务并非root账号启动，而且该服务进程在容器内还是一号进程，但是我们在Dockerfile和docker-entrypoint.sh脚本中都没有发现切换到redis账号的命令，也没有sudo和su，这是怎么回事呢？

答案是gosu

• 再看一次redis的docker-entrypoint.sh文件，如下图，地址是：https://github.com/docker-library/redis/blob/6845f6d4940f94c50a9f1bf16e07058d0fe4bc4f/5.0/docker-entrypoint.sh ：

• 注意上图中的代码，我们来分析一下：
• 假设启动容器的命令是 docker run --name myredis -idt redis redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf ；
• 容器启动后会执行docker-entrypoint.sh脚本，此时的账号是root；
• 当前账号是root，因此会执行上图红框中的逻辑；
• 红框中的$0表示当前脚本的名称,即 docker-entrypoint.sh ；
• 红框中的$@表示外部传入的所有参数，即 redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf ；
• gosu redis "$0" "@"，表示以redis账号的身份执行以下命令：

docker-entrypoint.sh redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf

• gosu redis "$0" "@"前面加上个exec，表示以gosu redis "$0" "@"这个命令启动的进程替换正在执行的docker-entrypoint.sh进程，这样就保证了gosu redis "$0" "@"对应的进程ID为1；
• gosu redis "$0" "@"导致docker-entrypoint.sh再执行一次，但是当前的账号已经不是root了，于是会执行兜底逻辑 exec "$@"；
• 此时的$@是redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf，因此redis服务会启动，而且账号是redis；
• $@前面有个exec，会用redis-server命令启动的进程取代当前的docker-entrypoint.sh进程，所以，最终redis进程的PID等于1，而docker-entrypoint.sh这个脚本的进程已经被替代，因此就结束掉了；

关于gosu

• 通过上面的分析，我们对gosu的作用有了基本了解：功能和sudo类似，提升指定账号的权限，用来执行指定的命令，其官网地址是：https://github.com/tianon/gosu ，如下图所示，官方的描述也是说su和sudo命令有一些问题，所以才有了gosu工具来作为替代品：

• 在docker的官方文档中，也见到了gosu的使用示例，和前面的redis很像，如下图，地址是：https://docs.docker.com/develop/develop-images/dockerfile_best-practices/
• 注意上图中底部的那段话：使用exec XXX命令以确保XXX对应的进程的PID保持为1，这样该进程才能收到宿主机发送给容器的信号量；

为什么要用gosu取代sudo？

• 前面主要讲gosu的用法，但是为什么要用gosu呢？接下来通过实战对比来看看sudo的问题在哪：
• 执行以下命令创建一个容器：

docker run --rm gosu/alpine gosu root ps aux

• 上述命令会启动一个安装了gosu的linux容器，并且启动后自动执行命令 gosu root ps aux ，作用是以root账号的身份执行 ps aux ，也就是将当前进程都打印出来，执行结果如下：

[root@centos7 ~]# docker run --rm gosu/alpine gosu root ps aux
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 ps aux

• 上述信息显示，我们执行docker run时的 gosu root ps aux 会执行ps命令，该命令成了容器内的唯一进程，这说明通过gosu启动的是符合我们要求的（PID为1），接下来再看看用sudo执行ps命令的效果；
• 执行以下命令创建一个容器：

docker run --rm ubuntu:trusty sudo ps aux

• 上述命令会用sudo启动ps命令，结果如下：

USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.0  46012  1772 ?        Rs   12:05   0:00 sudo ps aux
root          6  0.0  0.0  15568  1140 ?        R    12:05   0:00 ps aux

• 尽管我们只想启动ps进程，但是容器内出现了两个进程，sudo命令会创建第一个进程，然后该进程再创建了ps进程，而且ps进程的PID并不等于1，这是达不到我们要求的，此时在宿主机向该容器发送信号量，收到信号量的是sudo进程。

• 通过上面对可以小结：

• gosu启动命令时只有一个进程，所以docker容器启动时使用gosu，那么该进程可以做到PID等于1；

• sudo启动命令时先创建sudo进程，然后该进程作为父进程去创建子进程，1号PID被sudo进程占据；

• 综上所述，在docker的entrypoint中有如下建议：

• 创建group和普通账号，不要使用root账号启动进程；

• 如果普通账号权限不够用，建议使用gosu来提升权限，而不是sudo；

• entrypoint.sh脚本在执行的时候也是个进程，启动业务进程的时候，在命令前面加上exec，这样新的进程就会取代entrypoint.sh的进程，得到1号PID；

• exec "$@"是个保底的逻辑，如果entrypoint.sh的入参在整个脚本中都没有被执行，那么exec "$@"会把入参执行一遍，如果前面执行过了，这一行就不起作用，这个命令的细节在Stack Overflow上有详细的描述，如下图，地址是：https://stackoverflow.com/questions/39082768/what-does-set-e-and-exec-do-for-docker-entrypoint-scripts

如何在镜像中安装gosu

• 前面的redis例子中，我们看到docker-entrypoint.sh中用到了gosu，那么是在哪里安装了gosu呢？自然是Dockerfile中，一起来看看redis的Dockerfile中是如何安装gosu的：

# grab gosu for easy step-down from root
# https://github.com/tianon/gosu/releases
ENV GOSU_VERSION 1.10
RUN set -ex; \\
	\\
	fetchDeps=" \\
		ca-certificates \\
		dirmngr \\
		gnupg \\
		wget \\
	"; \\
	apt-get update; \\
	apt-get install -y --no-install-recommends $fetchDeps; \\
	rm -rf /var/lib/apt/lists/*; \\
	\\
	dpkgArch="$(dpkg --print-architecture | awk -F-  print $NF )"; \\
	wget -O /usr/local/bin/gosu "https://github.com/tianon/gosu/releases/download/$GOSU_VERSION/gosu-$dpkgArch"; \\
	wget -O /usr/local/bin/gosu.asc "https://github.com/tianon/gosu/releases/download/$GOSU_VERSION/gosu-$dpkgArch.asc"; \\
	export GNUPGHOME="$(mktemp -d)"; \\
	gpg --batch --keyserver ha.pool.sks-keyservers.net --recv-keys B42F6819007F00F88E364FD4036A9C25BF357DD4; \\
	gpg --batch --verify /usr/local/bin/gosu.asc /usr/local/bin/gosu; \\
	gpgconf --kill all; \\
	rm -r "$GNUPGHOME" /usr/local/bin/gosu.asc; \\
	chmod +x /usr/local/bin/gosu; \\
	gosu nobody true; \\
	\\
	apt-get purge -y --auto-remove $fetchDeps

• 至此，gosu在docker中的作用已经分析完毕，希望在您编写自定义镜像的时候，本文能给您带来一些参考；

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