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谷歌現(xiàn)在通過提供 Distroless 鏡像向全世界開放這種能力。谷歌構(gòu)建的這些鏡像的目標是只包含你的應用程序及其依賴項，同時它們將沒有常規(guī) Linux 發(fā)行版的所有特性，包括 shell。
使用Distroless鏡像來保護Kubernetes上的容器。容器改變了我們看待技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的方式。這是我們運行應用程序方式的一次巨大飛躍。容器編排和云服務(wù)一起為我們提供了一種近乎無限規(guī)模的無縫擴展能力。根據(jù)定義，容器應該包含「應用程序」及其「運行時依賴項」。然而，在現(xiàn)實中，它們包含的遠不止這些。標準容器基礎(chǔ)映像包含標準Linux發(fā)行版中可以找到的包管理器、shell和其他程序。雖然這些都是構(gòu)建容器鏡像所必需的，但它們不應該成為最終鏡像的一部分。例如，一旦你把包安裝好了，就不再需要在容器中使用apt等包管理工具了。這不僅使你的容器里充滿了不必要的軟件包和程序，而且還為網(wǎng)絡(luò)罪犯提供了攻擊特定程序漏洞的機會。你應該始終了解容器運行時中存在什么，并且應該精確地限制其只包含應用程序所需的依賴項。除了那些必要的，你不應該安裝任何東西。一些領(lǐng)先的科技巨頭，如谷歌，有多年在生產(chǎn)中運行容器的經(jīng)驗，已經(jīng)采用了這種方法。
谷歌現(xiàn)在通過提供Distroless鏡像向全世界開放這種能力。谷歌構(gòu)建的這些鏡像的目標是只包含你的應用程序及其依賴項，同時它們將沒有常規(guī)Linux發(fā)行版的所有特性，包括shell。「這意味著雖然可以像以前一樣運行應用程序的容器，但不能在容器運行的時候進入容器內(nèi)」。這是一個重大的安全改進，因為你現(xiàn)在已經(jīng)為黑客通過shell進入你的容器關(guān)上了大門。
Distroless 基礎(chǔ)鏡像
谷歌為大多數(shù)流行的編程語言和平臺提供了 Distroless 的基礎(chǔ)鏡像。
以下基礎(chǔ)鏡像是正式發(fā)布的版本：
gcr.io/distroless/static-debian10
gcr.io/distroless/base-debian10
gcr.io/distroless/java-debian10
gcr.io/distroless/cc-debian10
gcr.io/distroless/nodejs-debian10
下面的基礎(chǔ)鏡像仍在實驗階段，不推薦用于生產(chǎn)環(huán)境：
gcr.io/distroless/python2.7-debian10
gcr.io/distroless/python3-debian10
gcr.io/distroless/java/jetty-debian10
gcr.io/distroless/dotnet
構(gòu)建 Distroless 鏡像
谷歌在內(nèi)部使用 Bazel 來構(gòu)建容器映像，但是我們可以使用 Docker 來做同樣的事情。關(guān)于使用 Distroless 鏡像的一個有爭議的問題是：當我們有一個 Distroless 鏡像時，我們?nèi)绾问褂?Dockerfile 來構(gòu)建我們的應用程序呢?
通常，Dockerfile 以一個標準的 OS 基礎(chǔ)鏡像開始，然后是創(chuàng)建適當?shù)倪\行時構(gòu)建所需執(zhí)行的多個步驟。這包括包的安裝，為此需要像 apt 或 yum 這樣的包管理器。
有兩種方法：
先在 Docker 外部構(gòu)建好你的應用程序，然后使用 Dockerfile 中的 ADD 或 COPY 指令將二進制包復制到容器中。
使用多階段 Docker 構(gòu)建。這是 Docker 17.05 及以后版本的一個新特性，它允許你將構(gòu)建分為不同的階段。第一階段可以從標準的 OS 基礎(chǔ)鏡像開始，可以幫助你構(gòu)建應用程序;第二階段可以簡單地從第一階段獲取構(gòu)建的文件并使用 Distroless 作為基礎(chǔ)鏡像。
為了理解它是如何工作的，讓我們使用多階段構(gòu)建流程進行一個實際操作練習。
必要條件
你需要具備以下內(nèi)容：
Docker 版本大于等于 17.05，用于構(gòu)建鏡像
可選的Kubernetes集群用于實踐練習的第二部分。如果你想在 Docker 中運行你的容器，你可以使用等價的docker命令。
GitHub代碼倉
作為實踐練習，將 此代碼倉 Fork 到你的 GitHub 帳號下，然后克隆 GitHub 代碼倉并使用 cd 進入到項目目錄下。
該代碼倉包含一個 Python 的 Flask 應用程序，當你調(diào)用API時，該應用程序會響應 Hello World!。
app.py 文件如下所示：
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route("/")
def hello():
return "Hello World!"
if __name__ == '__main__':
app.run(host='0.0.0.0', debug=True)
Dockerfile 包含兩個階段：
FROM python:2.7-slim AS build
ADD . /app
WORKDIR /app
RUN pip install --upgrade pip
RUN pip install -r ./requirements.txt
FROM gcr.io/distroless/python2.7
COPY --from=build /app /app
COPY --from=build /usr/local/lib/python2.7/site-packages /usr/local/lib/python2.7/site-packages
WORKDIR /app
ENV PYTHONPATH=/usr/local/lib/python2.7/site-packages
EXPOSE 5000
CMD ["app.py"]
構(gòu)建階段：
從python:2.7-slim的基礎(chǔ)鏡像開始
將應用程序復制到/app目錄下
升級pip并安裝依賴
Distroless 階段：
從 gcr.io/distroless/python2.7 的基礎(chǔ)鏡像開始
將應用程序從構(gòu)建階段的 /app 目錄復制到當前階段的 /app 目錄
將 python 的 site-packages 從構(gòu)建階段復制到當前階段的 site-packages 目錄
設(shè)置工作目錄到 /app，將 python PATH 設(shè)置為 site-packages 目錄，并暴露 5000 端口
使用 CMD 指令運行 app.py
由于 Disroless 鏡像不包含 shell，所以應該在最后使用 CMD 指令。如果不這樣做，Docker 將認為它是一個 shell CMD，并試圖這樣執(zhí)行它，但這是不工作的。
構(gòu)建鏡像：
$ docker build -t /flask-hello-world-distroless .
Sending build context to Docker daemon 95.74kB
Step 1/12 : FROM python:2.7-slim AS build
---> eeb27ee6b893
Step 2/12 : ADD . /app
---> a01dc81df193
Step 3/12 : WORKDIR /app
---> Running in 48ccf6b990e4
Removing intermediate container 48ccf6b990e4
---> 2e5e335be678
Step 4/12 : RUN pip install --upgrade pip
---> Running in 583be3d0b8cc
Collecting pip
Downloading pip-20.1.1-py2.py3-none-any.whl (1.5 MB)
Installing collected packages: pip
Attempting uninstall: pip
Found existing installation: pip 20.0.2
Uninstalling pip-20.0.2:
Successfully uninstalled pip-20.0.2
Successfully installed pip-20.1.1
Removing intermediate container 583be3d0b8cc
...................................
Successfully installed Jinja2-2.11.2 MarkupSafe-0.23 click-7.1.2 flask-1.1.2 itsdangerous-0.24 werkzeug-1.0.1
Removing intermediate container c4d00b1abf4a
---> 01cbadcc531f
Step 6/12 : FROM gcr.io/distroless/python2.7
---> 796952c43cc4
Step 7/12 : COPY --from=build /app /app
---> 92657682cdcc
Step 8/12 : COPY --from=build /usr/local/lib/python2.7/site-packages /usr/local/lib/python2.7/site-packages
---> faafd06edeac
Step 9/12 : WORKDIR /app
---> Running in 0cf545aa0e62
Removing intermediate container 0cf545aa0e62
---> 4c4af4333209
Step 10/12 : ENV PYTHONPATH=/usr/local/lib/python2.7/site-packages
---> Running in 681ae3cd51cc
Removing intermediate container 681ae3cd51cc
---> 564f48eff90a
Step 11/12 : EXPOSE 5000
---> Running in 7ff5c073d568
Removing intermediate container 7ff5c073d568
---> ccc3d211d295
Step 12/12 : CMD ["app.py"]
---> Running in 2b2c2f111423
Removing intermediate container 2b2c2f111423
---> 76d13d2f61cd
Successfully built 76d13d2f61cd
Successfully tagged /flask-hello-world-distroless:latest
登錄到 DockerHub 并推送鏡像：
docker login
docker push /flask-hello-world-distroless:latest
登錄到 DockerHub(或者你的私有鏡像倉)，你應該會看到容器鏡像可以使用：
Distroless加固容器安全Distroless加固容器安全
如果你看一下壓縮后的大小，它只有 23.36 MB。如果你使用 slim 發(fā)行版作為基礎(chǔ)鏡像，它將占用 56 MB。
Distroless加固容器安全Distroless加固容器安全
你已經(jīng)減少了超過一半的容器占用空間。That’s amazing!
在 Kubernetes 中運行容器
為了測試構(gòu)建是否有效，讓我們在 Kubernetes 集群中運行容器。如果你沒有 Kubernetes，你可以運行等價的 Docker 命令來做相同的活動，因為 Kubectl 和 Docker 命令是相似的。
我在代碼倉中創(chuàng)建了一個 kubernetes.yaml 文件，該文件包含使用我們構(gòu)建的鏡像的 Deployment 和 負載均衡的 Service。
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: flask-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: flask
replicas: 2
template:
metadata:
labels:
app: flask
spec:
containers:
- name: flask
image: bharamicrosystems/flask-hello-world-distroless
ports:
- containerPort: 5000
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: flask-service
spec:
selector:
app: flask
ports:
- port: 80
targetPort: 5000
type: LoadBalancer
這是一個非常簡單的設(shè)置。負載均衡器監(jiān)聽端口 80 并映射到目標端口 5000。這些 Pods 在默認的 5000 端口上監(jiān)聽 Flask 應用程序。
應用：
$ kubectl apply -f kubernetes.yaml
deployment.apps/flask-deployment created
service/flask-service created
我們查看一下所有的資源，看看我們已經(jīng)創(chuàng)建了什么：
$ kubectl get all
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/flask-deployment-576496558b-hnbxt 1/1 Running 0 47s
pod/flask-deployment-576496558b-hszpq 1/1 Running 0 73s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/flask-service LoadBalancer 10.8.9.163 35.184.113.120 80:31357/TCP 86s
service/kubernetes ClusterIP 10.8.0.1 443/TCP 26m
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.apps/flask-deployment 2/2 2 2 88s
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.apps/flask-deployment-576496558b 2 2 2 89s
我們看到存在兩個 Pods、一個 Deployment、一個帶有外部 IP 的 LoadBalancer 服務(wù)和一個 ReplicaSet。
讓我們訪問應用程序：
$ curl http://35.184.113.120
Hello World!
我們得到了 Hello World!。這表明 Flask 應用程序在正常工作。
使用 Shell 對應用程序進行訪問
正如我在引言中所描述的，Disroless 容器中沒有 shell，因此不可能進入到容器內(nèi)。然而，讓我們試著在容器中執(zhí)行 exec：
$ kubectl exec -it flask-deployment-576496558b-hnbxt /bin/bash
OCI runtime exec failed: exec failed: container_linux.go:349: starting container process caused "exec: \"/bin/bash\": stat /bin/bash: no such file or directory": unknown
command terminated with exit code 126
我們無法連接到容器上。
容器日志呢?如果拿不到容器日志，我們就失去了調(diào)試應用程序的方法。
讓我們試著去拿日志：
$ kubectl logs flask-deployment-576496558b-hnbxt
* Running on http://0.0.0.0:5000/
* Restarting with reloader
10.128.0.4 - - [31/May/2020 13:40:27] "GET / HTTP/1.1" 200 -
10.128.0.3 - - [31/May/2020 13:42:01] "GET / HTTP/1.1" 200 -
所以容器日志是可以被獲取到的!
結(jié)論
使用 Distroless 作為基礎(chǔ)鏡像是一種令人興奮的保護容器安全的方式。由于鏡像小并且僅包含應用程序和依賴項，因此它為應用程序提供了最小的攻擊面。它在更大程度上提高了應用程序的安全性，所以它是保護容器安全的好方法。
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