不用Docker也能构建容器的4种方法

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了不用Docker也能构建容器的4种方法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

作者 | Alex Ellis
译者 | 王者
策划 | 万佳

在本文，我将介绍几种不用 Docker 就可以构建容器的方法。我将以 OpenFaaS 作为参考案例，它的工作负载使用了 OCI 格式的容器镜像。OpenFaaS 是 Kubernetes 的一个 CaaS 平台，可以运行微服务和添加 FaaS 及事件驱动工具。

第一个示例将展示如何使用 Docker CLI 内置的 buildkit 选项，然后是单独使用 buildkit，最后是谷歌的容器构建器 Kaniko。

https://github.com/moby/buildkit

本文涉及的工具都是基于 Dockerfile 文件来构建镜像的，因此，任何限制用户只能使用 Java (jib) 或 Go (ko) 的工具都不在讨论范围之内。

1 Docker 有什么问题？

Docker 在 armhf、arm64 和x86_64平台上运行良好。Docker CLI 不仅用于构建 / 发布 / 运行镜像，多年来它还背负了太多的东西，现在还与 Docker Swarm 和 Docker EE 特性捆绑在一起。

2 Docker 之外的选择

有一些项目试图让“docker”回到它原本的组件身份，也就是我们最初都喜爱的用户体验：

  • Docker——Docker 现在使用 containerd 来运行容器，并且支持使用 buildkit 进行高效的缓存式构建。

  • Podman 和 buildah 组合——由 RedHat/IBM 使用他们自己的 OSS 工具链来生成 OCI 镜像。Podman 是无守护进程和无根的，但最后仍然需要挂载文件系统以及使用 UNIX 套接字。

  • pouch——来自阿里巴巴，被标榜为“高效的企业级容器引擎”。它像 Docker 一样，使用了 containerd，并支持容器级别的隔离（runc）和“轻量级虚拟机”(如 runV)。

  • 独立版本的 buildkit——buildkit 是由 Docker 公司的 Tonis Tiigi 创建的，一个全新的具有缓存和并发支持的容器构建器。buildkit 目前仅作为守护进程运行，但你可能会听到有人说不是这样的。实际上，它会派生守护进程，然后在构建后将其终止。

  • img——img 由 Jess Frazelle 开发，对 buildkit 进行了封装。与其他工具相比，它并没有更大的吸引力。在 2018 年下半年之前，这个项目一直很活跃，但之后只发布了几个补丁。img 声称自己是无守护进程的，但它使用的是 buildkit，所以这里有值得商榷的地方。我听说 img 提供了比 buildkit 的 CLI buildctr 更好的用户体验，但需要注意的是，img 只针对x86_64平台发布了二进制文件，不支持 armhf/arm64。

  • k3c——使用 containerd 和 buildkit 重建初始 Docker 原始、经典、朴素、轻量级的体验。

在所有的选项中，我最喜欢 k3c，但它使用起来比较繁琐，它把所有东西都捆绑在一个二进制文件中，这很可能会与其他软件发生冲突。它运行的是自己的嵌入式 containerd 和 buildkit 二进制文件。

由于我们关注的是“构建”部分以及相对稳定的选项，所以我们将着重看一下：

  • Docker 的 buildkit

  • 单独的 buildkit

  • kaniko

由于 OpenFaaS CLI 可以输出任意构建器都可以使用的标准“构建上下文”，所以上述的所有东西都可以实现。

3 构建一个测试应用程序

让我们从一个 Golang HTTP 中间件开始，并借此来展示 OpenFaaS 的通用性。

faas-cli template store pull golang-middleware
faas-cli new --lang golang-middleware  build-test --prefix=alexellis2

  • --lang指定构建模板；

  • build-test是函数的名字；

  • --prefix是 Docker Hub 用户名，用于推送我们的 OCI 镜像。

我们将获得以下这些内容：

./├── build-test│ └── handler.go└── build-test.yml
1 directory, 2 files

处理程序修改起来很容易，还可以通过 vendoring 或 Go 模块来添加其他依赖项。

package function
import ( "fmt" "io/ioutil" "net/http")
func Handle(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { var input []byte
 if r.Body != nil { defer r.Body.Close()
 body, _ := ioutil.ReadAll(r.Body)
 input = body }
 w.WriteHeader(http.StatusOK) w.Write([]byte(fmt.Sprintf("Hello world, input was: %s", string(input))))}
4 使用一般的方式构建

构建这个应用程序的一般方式是这样的：

faas-cli build -f build-test.yml

./template/golang-middleware/Dockerfile中包含了模板和 Dockerfile 的本地缓存。

这次构建拉取了三个镜像：

FROM openfaas/of-watchdog:0.7.3 as watchdogFROM golang:1.13-alpine3.11 as buildFROM alpine:3.12

如果使用传统的构建器，将按顺序拉取每个镜像。

等一会儿构建就完成了，现在本地库中就有了构建的镜像。

我们还可以使用 faas-cli push -f build-test.yml将镜像推到注册表中。

不用Docker也能构建容器的4种方法

5 使用 buildkit 和 Docker 构建

这是最简单的做法，构建起来也很快。

DOCKER_BUILDKIT=1 faas-cli build -f build-test.yml

我们可以看到，Docker 守护进程会自动切换到 buildkit 构建器。

Buildkit 有很多优点：

  • 更复杂的缓存；

  • 如果可能的话，可以先运行后面的指令——也就是说，可以在“sdk”层的构建完成之前，下载“runtime”镜像；

  • 在第二次构建时速度超级快。

有了 buildkit，所有的基础镜像都可以一次性被拉取到本地库中，因为 FROM(下载) 命令不是按顺序执行的。

FROM openfaas/of-watchdog:0.7.3 as watchdogFROM golang:1.13-alpine3.11 as buildFROM alpine:3.11

这个在 Mac 上也可以使用，因为 buildkit 是由运行在 VM 中 Docker 守护进程负责代理的。

不用Docker也能构建容器的4种方法

6 使用单独的 buildkit 构建

要单独使用 buildkit 进行镜像构建，我们需要在 Linux 主机上单独运行 buildkit，因此不能使用 Mac。

faas-cli build通常会运行或分叉出 docker，因为这个命令实际上只是一个包装器。因此，为了绕过这种行为，我们需要创建一个构建上下文，类似下面这样：

faas-cli build -f build-test.yml --shrinkwrap
[0] > Building build-test.Clearing temporary build folder: ./build/build-test/Preparing ./build-test/ ./build/build-test//functionBuilding: alexellis2/build-test:latest with golang-middleware template. Please wait..build-test shrink-wrapped to ./build/build-test/[0] < Building build-test done in 0.00s.[0] Worker done.
Total build time: 0.00

这个上下文可以在./build/build-test/文件夹中找到，其中包含了函数代码和模板及其入口点和 Dockerfile。

./build/build-test/├── Dockerfile├── function│ └── handler.go├── go.mod├── main.go└── template.yml
1 directory, 5 files

现在我们需要运行 buildkit，可以从源代码开始构建，或者从上游获取二进制文件。

curl -sSLf https://github.com/moby/buildkit/releases/download/v0.6.3/buildkit-v0.6.3.linux-amd64.tar.gz | sudo tar -xz -C /usr/local/bin/ --strip-components=1

如果你仔细看一下发布页，你会发现 buildkit 也支持 armhf 和 arm64。

在新窗口中运行 buildkit 守护进程：

sudo buildkitd WARN[0000] using host network as the default INFO[0000] found worker "l1ltft74h0ek1718gitwghjxy", labels=map[org.mobyproject.buildkit.worker.executor:oci org.mobyproject.buildkit.worker.hostname:nuc org.mobyproject.buildkit.worker.snapshotter:overlayfs], platforms=[linux/amd64 linux/386] WARN[0000] skipping containerd worker, as "/run/containerd/containerd.sock" does not exist INFO[0000] found 1 workers, default="l1ltft74h0ek1718gitwghjxy" WARN[0000] currently, only the default worker can be used. INFO[0000] running server on /run/buildkit/buildkitd.sock

现在我们开始构建，并将配置文件的位置作为构建上下文传给它。我们需要 buildctl 命令，buildctl 是守护进程的一个客户端，它将指定如何构建镜像以及在构建完成后应该做什么，比如导成 tar、忽略构建或将其推送到注册表。

buildctl build --helpNAME: buildctl build - build
USAGE:
 To build and push an image using Dockerfile: $ buildctl build --frontend dockerfile.v0 --opt target=foo --opt build-arg:foo=bar --local context=. --local dockerfile=. --output type=image,name=docker.io/username/image,push=true

OPTIONS: --output value, -o value Define exports for build result, e.g. --output type=image,name=docker.io/username/image,push=true --progress value Set type of progress (auto, plain, tty). Use plain to show container output (default: "auto") --trace value Path to trace file. Defaults to no tracing. --local value Allow build access to the local directory --frontend value Define frontend used for build --opt value Define custom options for frontend, e.g. --opt target=foo --opt build-arg:foo=bar --no-cache Disable cache for all the vertices --export-cache value Export build cache, e.g. --export-cache type=registry,ref=example.com/foo/bar, or --export-cache type=local,dest=path/to/dir --import-cache value Import build cache, e.g. --import-cache type=registry,ref=example.com/foo/bar, or --import-cache type=local,src=path/to/dir --secret value Secret value exposed to the build. Format id=secretname,src=filepath --allow value Allow extra privileged entitlement, e.g. network.host, security.insecure --ssh value Allow forwarding SSH agent to the builder. Format default|<id>[=<socket>|<key>[,<key>]]

我使用下面的命令获得与 Docker 命令等价的效果：

sudo -E buildctl build --frontend dockerfile.v0  --local context=./build/build-test/  --local dockerfile=./build/build-test/  --output type=image,name=docker.io/alexellis2/build-test:latest,push=true

在运行这个命令之前，你需要先运行 docker login，或者使用一组有效的未加密凭证来创建 $HOME/.docker/config.json 文件。

不用Docker也能构建容器的4种方法

7 使用 img 和 buildkit 构建

由于我从未使用过 img，也没有听说有团队在大规模使用它，所以我想要尝试一下。

首先它不支持多平台架构，armhf 和 ARM64 平台没有对应的二进制文件，而且项目年龄不算短了，所以不太可能会提供多平台支持。

x86_64平台的最新版本是 2019 年 5 月 7 号的 v0.5.7，使用 Go 1.11 构建：

sudo curl -fSL "https://github.com/genuinetools/img/releases/download/v0.5.7/img-linux-amd64" -o "/usr/local/bin/img"  && sudo chmod a+x "/usr/local/bin/img"

它的构建选项就像是 buildctl 的一个子集：

img build --helpUsage: img build [OPTIONS] PATH
Build an image from a Dockerfile.
Flags:
 -b, --backend backend for snapshots ([auto native overlayfs]) (default: auto) --build-arg Set build-time variables (default: []) -d, --debug enable debug logging (default: false) -f, --file Name of the Dockerfile (Default is 'PATH/Dockerfile') (default: <none>) --label Set metadata for an image (default: []) --no-cache Do not use cache when building the image (default: false) --no-console Use non-console progress UI (default: false) --platform Set platforms for which the image should be built (default: []) -s, --state directory to hold the global state (default: /home/alex/.local/share/img) -t, --tag Name and optionally a tag in the 'name:tag' format (default: []) --target Set the target build stage to build (default: <none>)

要构建一个镜像需要做这些事情：

sudo img build -f ./build/build-test/Dockerfile -t alexellis2/build-test:latest ./build/build-test/

由于这样或那样的原因，img 实际上没能构建成功。可能是因为试图以非 root 用户身份进行一些优化。


fatal error: unexpected signal during runtime execution[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x1 addr=0xe5 pc=0x7f84d067c420]
runtime stack:runtime.throw(0xfa127f, 0x2a) /home/travis/.gimme/versions/go1.11.10.linux.amd64/src/runtime/panic.go:608 +0x72runtime.sigpanic() /home/travis/.gimme/versions/go1.11.10.linux.amd64/src/runtime/signal_unix.go:374 +0x2f2
goroutine 529 [syscall]:runtime.cgocall(0xc9d980, 0xc00072d7d8, 0x29) /home/travis/.gimme/versions/go1.11.10.linux.amd64/src/runtime/cgocall.go:128 +0x5e fp=0xc00072d7a0 sp=0xc00072d768 pc=0x4039eeos/user._Cfunc_mygetgrgid_r(0x2a, 0xc000232260, 0x7f84a40008c0, 0x400, 0xc0004ba198, 0xc000000000)

似乎已经存在三个类似的问题。

https://github.com/genuinetools/img/issues/272

8 使用 Kaniko 构建

Kaniko 是谷歌的容器构建器，旨在为容器构建提供沙箱。你可以将其作为一次性容器，也可以将其作为独立的二进制文件。

docker run -v $PWD/build/build-test:/workspace  -v ~/.docker/config.json:/kaniko/config.json  --env DOCKER_CONFIG=/kaniko  gcr.io/kaniko-project/executor:latest  -d alexellis2/build-test:latest

  • -d 指定在成功构建后应该将镜像放在哪里。

  • -v 将当前目录挂载到 Kaniko 容器中，还添加了 config.json 配置文件，指定将镜像推送到哪个远程注册表。


Kaniko 提供了缓存支持，但需要手动管理和保存，因为 Kaniko 是在一次性模式下运行的，不像 Buildkit 那样是守护进程。

9 以上各种工具的总结

Docker——传统的构建器

安装 Docker 是个“大工程”，可能会给你的系统带来比预想的要多得多的东西。Docker 构建器是最古老的，也是最慢的。要注意在安装 Docker 时附带安装的网桥，它可能会与使用相同私有 IP 段的其他私有网络发生冲突。

Docker——与 buildkit 一起

这是最快的工具选择，改动最少，只需要加个DOCKER_BUILDKIT=1就可以启用。

单独的 buildkit

这个选项非常适合集群内构建，或者不需要 Docker 的系统 (如 CI 或执行器)。它需要 Linux 主机，在 MacOS 上的使用体验太差，或许可以运行一个额外的 VM 或主机，然后通过 TCP 来访问？

Kaniko

使用 Kaniko 仍然需要安装 Docker，但不管怎样，它毕竟提供了另一种选择。

10 全文总结

你可以在 OpenFaaS 中使用普通的容器构建器，也可以使用 faas-cli build --shrinkwrap，并将构建上下文传给首选工具。在 OpenFaaS 云上，我们使用本文介绍的上下文传递方法和 buildkit 守护进程提供了完全不需要人工干预的 CI/CD 构建体验。对于其他用户，我建议使用 Docker，或者带有 buildkit 的 Docker。

你可以使用 GitHub 或 GitLab 集成构建自托管的 OpenFaaS 云环境。

对于 faasd 用户，你的主机上只安装了 containerd，而没有安装 docker，所以最好的选择是下载 buildkit。

原文链接：

https://blog.alexellis.io/building-containers-without-docker/

点个在看少个 bug

以上是关于不用Docker也能构建容器的4种方法的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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