docker系列使用非root用户安装及启动docker(rootless模式运行)

Posted 2022-06-06 字母哥哥

通过我之前的文章已经可以验证，在root用户下安装启动的容器存在安全问题。究其原因是因为：

• 容器内的root用户就是宿主机的root用户，容器内uid=1000的用户就是宿主机uid=1000的用户
• docker的守护进程是root权限的

既然我们知道了原因，那么我们就来解决一下这两个问题。

文章目录

• • 一、容器用户与宿主机用户映射
  • 二、在非root用户下运行docker守护进程
  • • 2.1.docker版本要求
    • 2.2. 前置条件
    • 2.3.开始rootless模式安装
    • 2.4.启动守护进程运行容器
  • 三、存在若干已知的限制。
  • 四、卸载Rootless docker

一、容器用户与宿主机用户映射

docker是使用--userns-remap容器用户映射宿主机用户的方式来解决问题，具体的方法描述如下：

用户和组的映射由两个配置文件来控制，分别是/etc/subuid和/etc/subgid。

echo "zimug:100000:65536" | tee /etc/subuid;
echo "zimug:100000:65536" | tee /etc/subgid;

subuid(sub子uid用户id)：对于subuid的这一行表示，宿主机用户zimug的用户ip段为[100000,10000+65535]。也就是说，使用zimug这个宿主机启动容器，容器内的用户uid与宿主机内的用户uid存在关系。也就是说按照上面的配置：

• zimug这个用户的容器子用户id(subuid)，只能在[100000-165535]之间进行分配。[0-99999]这个区间范围内的uid仍然保留给宿主机进行使用。
• 使用zimug启动的第一个容器，容器用户root(uid=0)对应的宿主机用户应该是uid=100000(不是宿主机root用户)
• 使用zimug启动的第二个容器，容器用户root(uid-0)对应的宿主机用户可能是uid=101000(也不是宿主机root用户)
• subgid表示的是用户组id的映射关系，映射原理和uid是一致的。

二、在非root用户下运行docker守护进程

2.1.docker版本要求

既然root用户的提权问题解决了，我们就要解决下一个问题：docker的守护进程是root权限的，即运行docker守护进程的用户仍然是root。我们需要做如下修正：

也就是我们要在非root用户下安装docker，并启动docker守护进程，这种安装及运行模式被称为“RootLess”模式。可以安装但是存在先决条件：“RootLess”模式是在 Docker Engine v19.03 中作为实验性功能引入的，从 Docker Engine v20.10 开始提供正式使用。

2.2. 前置条件

需要安装newuidmap和newgidmap工具shadow-utils,即配置上文中的/etc/subuid和/etc/subuid需要这两个工具的支持。安装之前使用yum list installed shadow-utils确认下是否已经安装过或者操作系统自带，如果存在就不要安装了,但第三步的配置是需要的。
第一步：添加一个软件包安装源，该源下面包含shadow-utils46-newxidmap

curl -o /etc/yum.repos.d/vbatts-shadow-utils-newxidmap-epel-7.repo https://copr.fedorainfracloud.org/coprs/vbatts/shadow-utils-newxidmap/repo/epel-7/vbatts-shadow-utils-newxidmap-epel-7.repo

第二步： yum install -y shadow-utils46-newxidmap
第三步：在/etc/sysctl.conf文件中修改系统参数user.max_user_namespaces = 28633，修改完成之后执行sysctl --system命令让参数生效。

echo user.max_user_namespaces=28633 >> /etc/sysctl.d/userns.conf;
sudo sysctl -p /etc/sysctl.d/userns.conf;

该参数默认值是0，即不允许操作系统用户存在subuid空间。上面的操作完成之后使用sysctl --all --pattern user_namespaces命令验证修改的结果。

2.3.开始rootless模式安装

root用户下确保已经执行下列命令进行用户id关系配置

echo "zimug:100000:65536" | tee /etc/subuid;
echo "zimug:100000:65536" | tee /etc/subgid;

我已经新建了一个linux用户zimug，使用su - zimug切换到该用户下，执行安装脚本，该安装脚本需要连网。

curl -fsSL https://get.docker.com/rootless | sh

脚本执行完成之后，显示的内容如下：

将上图中安装过程提示的export内容添加到 ~/.bashrc 文件中，添加完使用source ~/.bashrc命令使环境变量生效。注意：你的环境变量和我的一定不一致，要copy上图中红色部分。

export XDG_RUNTIME_DIR=/home/zimug/.docker/run
export PATH=/home/zimug/bin:$PATH
export DOCKER_HOST=unix:///home/zimug/.docker/run/docker.sock

2.4.启动守护进程运行容器

在zimug用户下使用下面的脚本启动docker守护进程，该脚本在上文中的环境变量PATH目录下，所以我们不用写全路径。注意：我们这里使用了 --experimental --storage-driver vfs参数启动，因为我的linux内核版本比较低所以需要加这个参数，后文我会说明原因。

dockerd-rootless.sh --experimental --storage-driver vfs

启动一个容器我们尝试一下，注意宿主机映射的端口不能小于1024，因为linux非root用户不能使用1024以下的端口。

docker run -d --name nginx-zimug -p  8080:80  nginx

访问nginx服务看到界面就证明nginx服务没有问题，同时注意宿主机防火墙开放8080端口访问，这个我就不说了。

三、存在若干已知的限制。

官方文档说的是known-limitations，也就是已知的受限因素是下面这些，未知的受限因素还不一定有多少呢。所以笔者针对rootless模式目前也只是研究，还没有在生产上能够正式使用（2022年4月6日）。虽然它很安全，但是如果坑太多的话，我也受不了啊。

• 目前仅支持以下存储驱动程序：
  • overlay2（仅当使用内核 5.11 或更高版本或 Ubuntu 发行版本的内核运行时，才能够支持这个存储驱动）。上文中我的内核版本是3.10达不到要求。
  • fuse-overlayfs（仅当使用内核 4.18 或更高版本运行并fuse-overlayfs被安装时）
  • btrfs（仅当使用内核 4.18 或更高版本运行，或者~/.local/share/docker使用user_subvol_rm_allowed挂载选项挂载时）
  • vfs 兼容性最好，但这个存储驱动目前仅能用于实验，不能用于生产。
• 只有在使用 cgroup v2 和 systemd 运行时才支持 Cgroup。
• 不支持以下功能：
  • AppArmor
  • Checkpoint
  • Overlay网络模式
  • 暴漏SCTP 端口

四、卸载Rootless docker

在非root用户(我用的是zimug用户)下执行下列命令，完成docker rootless卸载
第一步：

rootlesskit rm -rf ~/.local/share/docker

第二步：

$ cd ~/bin 
$ rm -f containerd containerd-shim containerd-shim-runc-v2 ctr docker docker-init docker-proxy dockerd dockerd-rootless-setuptool.sh dockerd-rootless.sh rootlesskit rootlesskit-docker-proxy runc vpnkit

第三步： 把上文中在 ~/.bashrc 文件中添加的环境变量删掉。