如果你開發(fā)容器，你有想過減小鏡像的大小嗎?較小的鏡像有一些好處。這篇文章將會提供一些減小容器鏡像大小的技巧。

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使用容器工作是很多用戶和開發(fā)者的日常任務(wù)。容器開發(fā)者經(jīng)常需要頻繁地(重新)構(gòu)建容器鏡像。如果你開發(fā)容器，你有想過減小鏡像的大小嗎?較小的鏡像有一些好處。在下載的時(shí)候所需要的帶寬更少，而且在云環(huán)境中運(yùn)行的時(shí)候也可以節(jié)省開銷。而且在 Fedora CoreOS、IoT 以及Silverblue 上使用較小的容器鏡像可以提升整體系統(tǒng)性能，因?yàn)檫@些操作系統(tǒng)嚴(yán)重依賴于容器工作流。這篇文章將會提供一些減小容器鏡像大小的技巧。

工具

以下例子所用到的主機(jī)操作系統(tǒng)是 Fedora Linux 33。例子使用 Podman 3.1.0 和Buildah 1.2.0。Podman 和 Buildah 已經(jīng)預(yù)裝在大多數(shù) Fedora Linux 變種中。如果你沒有安裝 Podman 和 Buildah，可以用下邊的命令安裝：

$ sudo dnf install -y podman buildah

任務(wù)

從一個(gè)基礎(chǔ)的例子開始。構(gòu)建一個(gè)滿足以下需求的 web 容器：

1. 容器必須基于 Fedora Linux
   
2. 使用 Apache httpd web 服務(wù)器
   
3. 包含一個(gè)定制的網(wǎng)站
   
4. 容器應(yīng)該比較小
   

下邊的步驟也適用于比較復(fù)雜的鏡像。

設(shè)置

首先，創(chuàng)建一個(gè)工程目錄。這個(gè)目錄將會包含你的網(wǎng)站和容器文件：

$ mkdir smallerContainer
$ cd smallerContainer
$ mkdir files
$ touch files/index.html

制作一個(gè)簡單的登錄頁面。對于這個(gè)演示，你可以將下面的 HTML 復(fù)制到 index.html 文件中。

nbsp;html>


 Container Page
 
  
  

        
   
Container Page
   
  
 
  
       
   
Fedora
    
   
  
          
   
"https://getfedora.org">Fedora Project
       
   
"https://docs.fedoraproject.org/">Fedora Documentation
       
   
"https://fedoramagazine.org">Fedora Magazine
       
   
"https://communityblog.fedoraproject.org/">Fedora Community Blog
     
  
    
   
Podman
    
   
  
          
   
"https://podman.io">Podman
       
   
"https://docs.podman.io/">Podman Documentation
       
   
"https://github.com/containers/podman">Podman Code
       
   
"https://podman.io/blogs/">Podman Blog
     
  
    
   
Buildah
    
   
  
          
   
"https://buildah.io">Buildah
       
   
"https://github.com/containers/buildah">Buildah Code
       
   
"https://buildah.io/blogs/">Buildah Blog
     
  
    
   
Skopeo
    
   
  
          
   
"https://github.com/containers/skopeo">skopeo Code
     
  
    
   
CRI-O
    
   
  
          
   
"https://cri-o.io/">CRI-O
       
   
"https://github.com/cri-o/cri-o">CRI-O Code
       
   
"https://medium.com/cri-o">CRI-O Blog
     
  
  
  

此時(shí)你可以選擇在瀏覽器中測試上面的 index.html 文件：

$ firefox files/index.html

最后，創(chuàng)建一個(gè)容器文件。這個(gè)文件可以命名為 Dockerfile 或者 Containerfile：

$ touch Containerfile

現(xiàn)在你應(yīng)該有了一個(gè)工程目錄，并且該目錄中的文件系統(tǒng)布局如下：

smallerContainer/
|- files/
|    |- index.html
|
|- Containerfile

構(gòu)建

現(xiàn)在構(gòu)建鏡像。下邊的每個(gè)階段都會添加一層改進(jìn)來幫助減小鏡像的大小。你最終會得到一系列鏡像，但只有一個(gè) Containerfile。

階段 0：一個(gè)基本的容器鏡像

你的新鏡像將會非常簡單，它只包含強(qiáng)制性步驟。在 Containerfile 中添加以下內(nèi)容：

# 使用 Fedora 33 作為基鏡像
FROM registry.fedoraproject.org/fedora:33
# 安裝 httpd
RUN dnf install -y httpd
# 復(fù)制這個(gè)網(wǎng)站
COPY files/* /var/www/html/
# 設(shè)置端口為 80/tcp
EXPOSE 80
# 啟動 httpd

在上邊的文件中有一些注釋來解釋每一行內(nèi)容都是在做什么。更詳細(xì)的步驟：

• 在 FROM registry.fedoraproject.org/fedora:33 的基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個(gè)構(gòu)建容器
  
• 運(yùn)行命令： dnf install -y httpd
  
• 將與 Containerfile 有關(guān)的文件拷貝到容器中
  
• 設(shè)置 EXPOSE 80 來說明哪個(gè)端口是可以自動設(shè)置的
  
• 設(shè)置一個(gè) CMD 指令來說明如果從這個(gè)鏡像創(chuàng)建一個(gè)容器應(yīng)該運(yùn)行什么
  

運(yùn)行下邊的命令從工程目錄創(chuàng)建一個(gè)新的鏡像：

$ podman image build -f Containerfile -t localhost/web-base

使用一下命令來查看你的鏡像的屬性。注意你的鏡像的大小(467 MB)。

$ podman image ls
REPOSITORY                         TAG     IMAGE ID      CREATED        SIZE
localhost/web-base                 latest  ac8c5ed73bb5  5 minutes ago  467 MB
registry.fedoraproject.org/fedora  33      9f2a56037643  3 months ago   182 MB

以上這個(gè)例子中展示的鏡像在現(xiàn)在占用了467 MB的空間。剩下的階段將會顯著地減小鏡像的大小。但是首先要驗(yàn)證鏡像是否能夠按照預(yù)期工作。

輸入以下命令來啟動容器：

$ podman container run -d --name web-base -P localhost/web-base

輸入以下命令可以列出你的容器：

$ podman container ls
CONTAINER ID  IMAGE               COMMAND               CREATED        STATUS            PORTS                  NAMES
d24063487f9f  localhost/web-base  httpd -DFOREGROUN...  2 seconds ago  Up 3 seconds ago  0.0.0.0:46191->80/tcp  web-base

以上展示的容器正在運(yùn)行，它正在監(jiān)聽的端口是 46191 。從運(yùn)行在主機(jī)操作系統(tǒng)上的 web 瀏覽器轉(zhuǎn)到 localhost:46191 應(yīng)該呈現(xiàn)你的 web 頁面：

$ firefox localhost:46191

階段 1：清除緩存并將殘余的內(nèi)容從容器中刪除

為了優(yōu)化容器鏡像的大小，第一步應(yīng)該總是執(zhí)行“清理”。這將保證安裝和打包所殘余的內(nèi)容都被刪掉。這個(gè)過程到底需要什么取決于你的容器。對于以上的例子，只需要編輯 Containerfile 讓它包含以下幾行。

[...] 
# Install httpd 
RUN dnf install -y httpd && \ 
    dnf clean all -y 
[...]

構(gòu)建修改后的 Containerfile 來顯著地減小鏡像(這個(gè)例子中是 237 MB)。

$ podman image build -f Containerfile -t localhost/web-clean
$ podman image ls
REPOSITORY            TAG     IMAGE ID      CREATED        SIZE
localhost/web-clean   latest  f0f62aece028  6 seconds ago  237 MB

階段 2：刪除文檔和不需要的依賴包

許多包在安裝時(shí)會被建議拉下來，包含一些弱依賴和文檔。這些在容器中通常是不需要的，可以刪除。 dnf 命令有選項(xiàng)可以表明它不需要包含弱依賴或文檔。

再次編輯 Containerfile ，并在 dnf install 行中添加刪除文檔和弱依賴的選項(xiàng)：

[...]
# Install httpd
RUN dnf install -y httpd --nodocs --setopt install_weak_deps=False && \
   dnf clean all -y
[...]

構(gòu)建經(jīng)過以上修改后的 Containerfile 可以得到一個(gè)更小的鏡像(231 MB)。

$ podman image build -f Containerfile -t localhost/web-docs
$ podman image ls
REPOSITORY            TAG     IMAGE ID      CREATED        SIZE
localhost/web-docs    latest  8a76820cec2f  8 seconds ago  231 MB

階段 3：使用更小的容器基鏡像

前面的階段結(jié)合起來，使得示例鏡像的大小減少了一半。但是仍然還有一些途徑來進(jìn)一步減小鏡像的大小。這個(gè)基鏡像 registry.fedoraproject.org/fedora:33 是通用的。它提供了一組軟件包，許多人希望這些軟件包預(yù)先安裝在他們的 Fedora Linux 容器中。但是，通用的 Fedora Linux 基鏡像中提供的包通常必須要的更多。Fedora 項(xiàng)目也為那些希望只從基本包開始，然后只添加所需內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)較小總鏡像大小的用戶提供了一個(gè) fedora-minimal 鏡像。

使用 podman image search 來查找 fedora-minimal 鏡像，如下所示：

$ podman image search fedora-minimal
INDEX               NAME   DESCRIPTION   STARS   OFFICIAL   AUTOMATED
fedoraproject.org   registry.fedoraproject.org/fedora-minimal    

fedora-minimal 基鏡像不包含 DNF，而是傾向于使用不需要 Python 的較小的 microDNF。

當(dāng) registry.fedoraproject.org/fedora:33 被 registry.fedoraproject.org/fedora-minimal:33 替換后，需要用 microdnf 命令來替換 dnf。

# 使用 Fedora minimal 33 作為基鏡像
FROM registry.fedoraproject.org/fedora-minimal:33
# 安裝 httpd
RUN microdnf install -y httpd --nodocs --setopt install_weak_deps=0 && \
   microdnf clean all -y
[...]

使用 fedora-minimal 重新構(gòu)建后的鏡像大小如下所示 (169 MB)：

$ podman image build -f Containerfile -t localhost/web-docs 
$ podman image ls 
REPOSITORY             TAG     IMAGE ID      CREATED        SIZE 
localhost/web-minimal  latest  e1603bbb1097  7 minutes ago  169 MB

最開始的鏡像大小是 467 MB。結(jié)合以上每個(gè)階段所提到的方法，進(jìn)行重新構(gòu)建之后可以得到最終大小為 169 MB 的鏡像。最終的 總 鏡像大小比最開始的 基 鏡像小了 182 MB!

從零開始構(gòu)建容器

前邊的內(nèi)容使用一個(gè)容器文件和 Podman 來構(gòu)建一個(gè)新的鏡像。還有最后一個(gè)方法要展示——使用 Buildah 來從頭構(gòu)建一個(gè)容器。Podman 使用與 Buildah 相同的庫來構(gòu)建容器。但是 Buildah 被認(rèn)為是一個(gè)純構(gòu)建工具。Podman 被設(shè)計(jì)來是為了代替 Docker 的。

使用 Buildah 從頭構(gòu)建的容器是空的——它里邊什么都 沒有 。所有的東西都需要安裝或者從容器外復(fù)制。幸運(yùn)地是，使用 Buildah 相當(dāng)簡單。下邊是一個(gè)從頭開始構(gòu)建鏡像的小的 Bash 腳本。除了運(yùn)行這個(gè)腳本，你也可以在終端逐條地運(yùn)行腳本中的命令，來更好的理解每一步都是做什么的。

#!/usr/bin/env bash
set -o errexit
# 創(chuàng)建一個(gè)容器
CONTAINER=$(buildah from scratch)
# 掛載容器文件系統(tǒng)
MOUNTPOINT=$(buildah mount $CONTAINER)
# 安裝一個(gè)基本的文件系統(tǒng)和最小的包以及 nginx
dnf install -y --installroot $MOUNTPOINT  --releasever 33 glibc-minimal-langpack httpd --nodocs --setopt install_weak_deps=False
dnf clean all -y --installroot $MOUNTPOINT --releasever 33
# 清除
buildah unmount $CONTAINER
# 復(fù)制網(wǎng)站
buildah copy $CONTAINER 'files/*' '/var/www/html/'
# 設(shè)置端口為 80/tcp
buildah config --port 80 $CONTAINER
# 啟動 httpd
buildah config --cmd "httpd -DFOREGROUND" $CONTAINER
# 將容器保存為一個(gè)鏡像
buildah commit --squash $CONTAINER web-scratch

或者，可以通過將上面的腳本傳遞給 Buildah 來構(gòu)建鏡像。注意不需要 root 權(quán)限。

$ buildah unshare bash web-scratch.sh
$ podman image ls
REPOSITORY             TAG     IMAGE ID      CREATED        SIZE
localhost/web-scratch  latest  acca45fc9118  9 seconds ago  155 MB

最后的鏡像只有 155 MB!而且 攻擊面 也減少了。甚至在最后的鏡像中都沒有安裝 DNF(或者 microDNF)。

結(jié)論

構(gòu)建一個(gè)比較小的容器鏡像有許多優(yōu)點(diǎn)。減少所需要的帶寬、磁盤占用以及攻擊面，都會得到更好的鏡像。只用很少的更改來減小鏡像的大小很簡單。許多更改都可以在不改變結(jié)果鏡像的功能下完成。

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