Docker 开启 buildx 多CPU架构镜像制作

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Docker 开启 buildx 多CPU架构镜像制作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Docker开启buildx多CPU架构镜像制作

buildx简介

buildx 可用于在单个平台上实现跨 CPU 架构编译。

buildx 的实现依赖 QEMU （某开源模拟器），支持多种 CPU 架构，如 ARM、Power-PC 和 RISC-V。

需要注意：buildx推送镜像时，不会走主机的hosts文件，默认使用https协议

关于QEMU

QEMU 可以模拟一个完整的操作系统（开销较大）。QEMU还有一种用户态模式，基于 binfmt_misc 模拟目标硬件的用户空间，该模式可以创建轻量级的虚拟机（chroot 或者 容器），通过该方式提供多种平台的虚拟机，然后基于Dockerfile进行编译，平台不通，但Dockerfile是同一份。

系统限制

  • Linux 内核v4.8及更高
  • Docker v19.03及更高

查看Linux内核版本

$ uname -rs
Linux 5.4.219-1.el7.elrepo.x86_64

查看Docker版本

$ docker verson
Client: Docker Engine - Community
Version: 20.10.17
API version: 1.41
Go version: go1.17.11
Git commit: 100c701
Built: Mon Jun 6 23:05:12 2022
OS/Arch: linux/amd64
Context: default
Experimental: true

Server: Docker Engine - Community
Engine:
Version: 20.10.17
API version: 1.41 (minimum version 1.12)
Go version: go1.17.11
Git commit: a89b842
Built: Mon Jun 6 23:03:33 2022
OS/Arch: linux/amd64
Experimental: true
containerd:
Version: 1.6.6
GitCommit: 10c12954828e7c7c9b6e0ea9b0c02b01407d3ae1
runc:
Version: 1.1.2
GitCommit: v1.1.2-0-ga916309
docker-init:
Version: 0.19.0
GitCommit: de40ad0

Docker开启实验特性

vim /etc/docker/daemon.json
# 添加以下内容

"experimental": true

启用 binfmt_misc 来运行非本地架构 Docker 镜像

$ docker run --rm --privileged docker/binfmt:66f9012c56a8316f9244ffd7622d7c21c1f6f28d

检查 QEMU 处理程序来验证 binfmt_misc 设置是否正确

$ ls -al /proc/sys/fs/binfmt_misc/
total 0
drwxr-xr-x. 2 root root 0 Oct 24 15:33 .
dr-xr-xr-x. 1 root root 0 Oct 24 15:29 ..
-rw-r--r--. 1 root root 0 Oct 24 16:38 qemu-aarch64
-rw-r--r--. 1 root root 0 Oct 24 16:38 qemu-arm
-rw-r--r--. 1 root root 0 Oct 24 16:38 qemu-ppc64le
-rw-r--r--. 1 root root 0 Oct 24 16:38 qemu-s390x
--w-------. 1 root root 0 Oct 24 15:33 register
-rw-r--r--. 1 root root 0 Oct 24 15:33 status

创建并启用 Docker 多架构构建器

# 创建构建器
$ docker buildx create --use --name builderx


# 启动构建器
$ docker buildx inspect builderx --bootstrap


# 查看构建器
$ docker buildx ls

NAME/NODE  DRIVER/ENDPOINT                   STATUS     BUILDKIT        PLATFORMS
builderx *        docker-container
builderx0         unix:///var/run/docker.sock      running     v0.10.5          linux/amd64, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
default            docker
default            default                         running     20.10.18         linux/amd64, linux/386, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/arm/v7, linux/arm/v6

常用语法

# 创建构建器
$ docker buildx create --use --name <builder_name> --driver <docker_driver> --config <config_toml>

# 创建镜像
$ docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm64 -t REPOSITORY:TAG -f <Dockerfile> . <option>

# 其中，常用option有
--push：会将构建好的镜像推送到镜像仓库
--load：会将构建好的镜像 load 到本地，不支持 load 多架构镜像，需要分开构建

使用 docker buildx 构建多 CPU 架构镜像

在工作中，遇到了需要将应用程序打包成 Docker 镜像并同时运行在不同的 CPU 架构（X86 和 ARM）的环境中。

ARM 架构与 X86 相比，ARM 低功耗、移动市场占比高，X86 高性能、服务器市场占比高。

不同的 CPU 架构，对于运行相同的应用程序的 Docker 容器，需要分别在相应的 CPU 架构下编译的 Docker 镜像。
要构建多架构镜像，首先想到的是每种 CPU 架构环境（物理环境或虚拟环境）下构建相应的镜像。
但目前 docker 构建环境是 X86 的，没有 ARM 环境，
或者要申请 ARM 物理机，或者要申请/创建 ARM 虚拟机，或者交叉编辑等等，听上去都比较麻烦。

经过研究，发现 docker buildx 支持构建多架构镜像，这使得构建多架构镜像变得简单。
这样就可以在 X86 架构下构建 ARM 架构的镜像。

接下来，开始实践之旅吧。

技术图片

环境

  • Docker Desktop（Mac）

  • Docker Engine 19.03+

技术图片

实践步骤

第一步，开启 docker buildx

docker buildx 目前还是试验功能，默认没有开启，需要在 Docker Desktop 的首选项中开启它

Docker —>Preferences —>Command Line —> Enable experimental features

技术图片

执行 docker buildx 命令，输出截图如下:

技术图片

第二步，构建多架构镜像，并推送到 Docker Hub

写个简单的 Dockerfile，仅做演示：

echo "FROM python:3.7-alpine”百事2注册:www.baihuayl7.cn >Dockerfile

列出 builder：

$ docker buildx ls
NAME/NODE DRIVER/ENDPOINT STATUS  PLATFORMS
default * docker
  default default         running linux/amd64, linux/arm64, linux/ppc64le,www.baishenjzc.cn linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6

我们当前使用的是默认的 builder，它基本上是旧的 builder。
让我们创建一个新的 builder，它使我们能够访问一些新的多架构结构功能。

创建 builder：

$ docker buildx create www.jintianxuesha.com--use --name mybuilder
mybuilder

查看 builder：

$ docker buildx inspect --bootstrap
[+] Building 18.8s (1/1) FINISHED
=> [internal] booting buildkit                                                                                                                                                                       18.8s
=> => pulling image moby/buildkit:buildx-stable-1                                                                                                                                                    18.0s
=> => creating container buildx_buildkit_mybuilder0                                                                                                                                                   0.7s
Name:   mybuilder
Driver: docker-container


Nodes:
Name:      mybuilder0
Endpoint:  unix: /www.lanboyulezc.cn //var/run/docker.sock
Status:    running
Platforms: linux/amd64, www.yixingylzc.cn linux/arm64, linux/ppc64le, www.dafengyulept.com linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6

构建多架构镜像，并推送到 Docker Hub：

docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm64,linux/arm/v7 -t donhui/multiarch --push .

该 --platform 标志指示 buildx 要为 Intel 64位、Arm 32位和 Arm 64位架构生成 Linux 镜像。
该 --push 标志生成一个多架构清单，并将所有镜像推送到 Docker Hub。

技术图片

在 DockerHub 查看该镜像，latest tag 下有三个镜像，当在不同的架构 pull 该 tag 时会根据其环境 pull 相应架构的镜像：

技术图片

思考与总结

实践中不断产生疑问，不断思考，不断求解，或许你也会有同样的问题：

1、多架构镜像对 docker 版本有何要求？

构建时要用到 docker buildx 命令，docker 版本需要 19.03+；

运行时 docker 版本不一定需要 19.03+，笔者使用 1.13.1 和 18.06.1 都可以 pull 多架构镜像的。

2、所有 Dockerfile 都可以构建成多架构吗？还是有什么要求？

对 Dockerfile 没有要求，任何 Dockerfile 无需修改。

3、镜像构建后默认保存在构建缓存中，如何将镜像保存在本地？

可以将 type 指定为 docker，但必须分别为不同的 恒煊2注册:www.hengxuangyul.com   架构构建不同的镜像，不能合并成一个镜像，如：

docker buildx build -t donghui/multiarch-armv7 --platform=linux/arm/v7 -o type=docker .
docker buildx build -t donghui/multiarch-arm64 --platform=linux/arm64 -o type=docker .
docker buildx build -t donghui/multiarch-amd64 --platform=linux/amd64 -o type=docker .

也可以将镜像 push 到镜像仓库后，再进行 pull。

4、只支持推送到 Docker Hub 吗？如果要推送到私有镜像仓库，对私有镜像仓库有什么要求？

也可以将镜像推送到私有镜像仓库，但需要该镜像仓库支持多架构镜像的功能。

如果要将多架构镜像推送到 Harbor，需要 Harbor 的版本为 v2.0.0。

Harbor v2.0.0 于 2020/05/13 发布，Harbor v2.0.0 完全支持多架构镜像。

Harbor v2.0.0 更新日志：https://github.com/goharbor/harbor/releases/tag/v2.0.0

参考

Container 爱上ARM

https://www.jianshu.com/p/64f0da7a044d

跨平台构建 Docker 镜像新姿势，x86、arm 一把梭

https://blog.csdn.net/alex_yangchuansheng/article/details/103146303

Getting started with Docker for Arm on Linux

https://engineering.docker.com/2019/06/getting-started-with-docker-for-arm-on-linux/

Multi-arch build and images, the simple way

http://www.jintianxuesha.com/?id=605

Building multi-platform images   www.sdcqmm.cn

www.0371xzrmyy.com

https://www.shbkrcxzz.cn /?id=605 /docker/buildx#building-multi-platform-images

Building Multi-Arch Images for Arm and x86 with Docker Desktop

https://www.docker.com/blog/multi-arch-images/

以上是关于Docker 开启 buildx 多CPU架构镜像制作的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

使用buildx在x86机器上面编译arm64架构的Docker镜像

Docker镜像多架构构建

docker入门之多架构支持

Docker镜像多架构构建

docker中启用buildx

Docker - 无法使用 docker buildx 构建多平台映像