docker鏡像服務器搭建「docker容器的安全特性有哪些 」

隨着容器技術的發展，它的安全、隔離和資源控制的功能也在不斷進步。本文中，我們將回顧Docker容器如何僅僅使用linux的原始功能來實現安全與隔離，比如namespaces, cgroups, capabilities等。

虛擬化和隔離

操作系統級的虛擬化、容器、空間以及“chroot with steroids”，其實都定義了同一個概念：用戶空間隔離。類似Docker的產品都使用了操作系統級的虛擬化，通過用戶空間隔離可以提供額外的安全性。

0.9版本起，Docker包含了libcontainer庫作為它直接虛擬化的方法，這個功能由Linux內核提供。 此外，它還通過 LXC[1],systemd-nspawn[2],和libvert[3]使用了抽象虛擬接口。 這些虛擬化庫全部利用了Linux的原始容器（參見上圖）

• namespaces
• cgroups
• capabilities等等。

Docker在一個包裝中聯合了以上功能，並稱之為容器格式。

libcontainer

默認的容器格式被稱為libcontainer。

Docker也支持使用LXC的傳統Linux容器。在將來，Docker可能會支持其他的容器格式，比如結合BSD jails或者Solaris Zones。

執行驅動程序是一種特殊容器格式的實現，用來運行docker容器。在最新的版本中，libcontainer有以下特性：

• 是運行docker容器的默認執行驅動程序。
• 和LXC同時裝載。
• 使用沒有任何其他依賴關係的Go語言設計的庫，來直接訪問內核容器的API。

• 目前的Docker涵蓋的功能有：命名空間使用，cgroups管理，capabilities權限集，進程運行的環境變量配置以及網絡接口防火牆設置——所有功能是固定可預測的，不依賴LXC或者其它任何用戶區軟件包。
• 只需提供一個根文件系統，和libcontainer對容器的操作配置，它會幫你完成剩下的事情。
• 支持新建容器或者添加到現有的容器。
• 事實上，對libcontainer最迫切的需求是穩定，開發團隊也將其設為了默認。
• 在Docker 0.9中，LXC現在可以選擇關閉。
• 注意：LXC在將來會繼續被支持。
• 如果想要重新使用LXC驅動，只需輸入指令docker -d –e lxc,然後重啟Docker。

用戶命名空間

Docker不是虛擬化，相反的，它是一個支持命名空間抽象的內核，提供了獨立工作空間(或容器)。當你運行一個容器的時候，Docker為容器新建了一系列的namespace。

一些Docker使用的linux命名空間：

• pid namespace
  • 用作區分進程（PID: Process ID）。
  • 容器中運行的進程就如同在普通的Linux系統運行一樣，儘管它們和其他進程共享一個底層內核。
• net namespace
  • 用作管理網絡接口。
  • DNAT允許你單獨配置主機中每個用戶的的網絡，並且有一個方便的接口傳輸它們之間的數據。
  • 當然，你也可以通過使用網橋用物理接口替換它。
• ipc namespace
  • 用作管理對IPC (IPC: InterProcess Communication)資源的訪問。
• mnt namespace
  • 用作管理mount-points (MNT: Mount)。
• uts namespace
  • 用作區分內核和版本標識符(UTS: Unix Timesharing System)。

Linux上的Docker使用了被稱為cgroups的技術。因為每個虛擬機都是一個進程，所有普通Linux的資源管理應用可以被應用到虛擬機。此外，資源分配和調度只有一個等級，因為一個容器化的Linux系統只有一個內核並且這個內核對容器完全可見。

總之，cgroups可以讓Docker：

• 實現組進程並且管理它們的資源總消耗。
• 分享可用的硬件資源到容器。
• 限制容器的內存和CPU使用。
  • 可以通過更改相應的cgroup來調整容器的大小。
  • 通過檢查Linux中的/sys/fs/cgroup對照組來獲取容器中的資源使用信息。
• 提供了一種可靠的結束容器內所有進程的方法。

Capabilities

Linux使用的是“POSIX capabilities”。這些權限是所有強大的root權限分割而成的一系列權限。在Linux manpages上可以找到所有可用權限的清單。Docker丟棄了除了所需權限外的所有權限，使用了白名單而不是黑名單。

一般服務器（裸機或者虛擬機）需要以root權限運行一系列進程。包括：

• SSH
• cron
• syslogd
• 硬件管理工具 (比如負載模塊)
• 網絡配置工具 (比如處理DHCP, WPA, or VPNs)等。

每個容器都是不同的，因為幾乎所有這些任務都由圍繞容器的基礎設施進行處理。默認的，Docker啟用一個嚴格限制權限的容器。大多數案例中，容器不需要真正的root權限。舉個例子，進程（比如說網絡服務）只需要綁定一個小於1024的端口而不需要root權限：他們可以被授予CAPNETBIND_SERVICE來代替。因此，容器可以被降權運行：意味着容器中的root權限比真正的root權限擁有更少的特權。 Capabilities只是現代Linux內核提供的眾多安全功能中的一個。為了加固一個Docker主機，你可以使用現有知名的系統：

如果你的發行版本附帶了Docker容器的安全模塊，你現在就可以使用它們。比如，裝載了AppArmor模板的Docker和Red Hat自帶SELinux策略的Docker。（責編/魏偉）

本文由希雲工程師提供

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