构建OS Base镜像三种方案

在容器云平台中，应用全部运行在基础OS容器镜像之上，所以OS Base镜像的制作至关重要。如果OS Base镜像中功能插件过多而增加了镜像的体积，不仅带来了存储和网络的压力，而且这些功能插件的风险也给容器安全稳定带来了隐患。所以，我们务求制作一款极致精简的OS Base镜像。

本文将讲述构建基础OS容器镜像的几种方案。

Tips：本文中所有操作均在centos7-minimal中操作，相关依赖请自行下载安装。

方案一：supermin5 构建基础镜像

1、supermin5

Supermin 是一个用来创建迷你虚拟环境的工具，有点类似创建的迷你虚拟机环境。

如果机器上没有 supermin5 命令，可以使用下面的命令安装：

$ sudo  yum install supermin5 supermin5-devel -y 

supermin5 参数选项

$ sudo supermin5 --help
supermin - tool for creating supermin appliances
Copyright (C) 2009-2014 Red Hat Inc.

Usage:

  supermin --prepare LIST OF PACKAGES ...
  supermin --build INPUT [INPUT ...]

For full instructions, read the supermin(1) man page.

Options:

  --build                      Build a full appliance
  --copy-kernel                Copy kernel instead of symlinking
  --dtb WILDCARD               Find device tree matching wildcard
  -f chroot|ext2               Set output format
  --format                     -\\\"-
  --host-cpu ARCH              Set host CPU architecture
  --if-newer                   Only build if needed
  --include-packagelist        Add a file with the list of packages
  --list-drivers               Display list of drivers and exit
  --lock LOCKFILE              Use a lock file
  --names                      Give an error for people needing supermin 4
  -o OUTPUTDIR                 Set output directory
  --packager-config CONFIGFILE Set packager config file
  --prepare                    Prepare a supermin appliance
  --size                       Set the size of the ext2 filesystem
  --use-installed              Use installed files instead of accessing network
  -v                           Enable debugging messages
  --verbose                    -\\\"-
  -V                           Display version and exit
  --version                    -\\\"-
  -help                        Display this list of options
  --help                       Display this list of options

2、使用supermin5构建基础镜像

以下命令使用root用户执行：

$ mkdir -p min-os min-os/tmp
$ cd min-os
# 指定min-os中需要安装的包.
# coreutils是ls，cd，pwd等基础命令的包。
$ supermin5 -v --prepare coreutils -o supermin.d --use-installed
# 构建min-os
$ supermin5 -v --build --format chroot supermin.d -o appliance.d
# 构建min-os中英文支持
$ mv  appliance.d/usr/share/locale/zh  appliance.d/usr/share/locale/zh_CN appliance.d/usr/share/locale/en  appliance.d/usr/share/locale/en_US  tmp
$ rm -rf appliance.d/usr/share/locale/*
$ mv tmp/en tmp/en_US tmp/zh tmp/zh_CN appliance.d/usr/share/locale/
$ mv appliance.d/usr/share/i18n/locales/en_US appliance.d/usr/share/i18n/locales/zh_CN tmp
$ rm -rf appliance.d/usr/share/i18n/locales/*
$ mv tmp/en_US tmp/zh_CN  appliance.d/usr/share/i18n/locales/
# 基础镜像版本信息
$ echo 7 > appliance.d/etc/yum/vars/releasever
###      进入appliance.d，执行chroot
$ cd appliance.d/
$ chroot .
###      以下为上述命令创建的新环境
###      在这个独立的环境中测试镜像的各项能力
###      做增删改查操作，完成基础镜像修改。
bash-4.2$ ls
###      使用exit命令登出独立环境     
bash-4.2$ exit
log out.
$ tar --numeric-owner -cpf centos7-0.tar -C appliance.d .
$ cat centos7-0.tar | docker import - local/centos7-0
$ docker run -it --rm local/centos7-0 /bin/bash
bash-4.2# ls

完成上述步骤后生成镜像大小：51.6M

$ docker images
REPOSITORY           TAG       IMAGE ID        CREATED             SIZE
local/centos7-10     latest    8abed4b3ba72    3 hours ago         51.6MB

方案二：编译busybox源码构建最小基础镜像

# 下载最新的busybox源码
$ wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.30.1.tar.bz2
$ tar -jxf busybox-1.30.1.tar.bz2
$ cd busybox-1.30.1

1、busybox的编译

make xxxconfig

busybox提供了几种配置：defconfig (缺省配置)、allyesconfig（最大配置）、 allnoconfig（最小配置），一般选择缺省配置即可。  这一步结束后，将生成.config

$ make defconfig

make menuconfig

这一步是可选的，当你认为上述配置中还有不尽如意的地方，可以通过这一步进行微调，加入或去除某些命令。这一步实际上是修改.config

$ make menuconfig

make  install

 这一步就是根据.config，生成busybox，当然也可以指定其他的编译器， 如arm-linux-gnueabi-。（\\”make CROSS_COMPILE=\\”将用gcc编译PC机上运行的busybox。

$ make install

完成上述步骤，编译成功之后，会看到已经编译完成的busybox二进制文件。留待使用。

$ ls
busybox
$ cp busybox /usr/local/bin/
$ busybox
BusyBox v1.30.1 (2019-02-15 14:34:02 CET) multi-call binary.
BusyBox is copyrighted by many authors between 1998-2015.
Licensed under GPLv2. See source distribution for detailed
copyright notices.

Usage: busybox [function [arguments]...]
   or: busybox --list[-full]
   or: busybox --install [-s] [DIR]
   or: function [arguments]...

2、创建linux系统的基础目录

$ mkdir rootfs
$ cd rootfs/

在上述目录下执行如下脚本：crootfs.sh

#!/bin/sh

for module in `busybox --list-modules`
do
  mkdir -p `dirname \\\"$module\\\"`
  ln -sf /bin/busybox \\\"$module\\\"
done

3、将编译完成的busybox二进制文件拷贝至 rootfs文件夹下bin目录，生成tar包

$ cp /usr/local/bin/busybox bin/

回到rootfs目录

$ cd rootfs
$ tar cpf rootfs.tar .

4、制作Dockerfile

FROM scratch
MAINTAINER shebinbin
ADD rootfs.tar /
CMD [\\\"/bin/sh\\\"]

制作镜像

$ docker build -t busybox-os:v1 .

5、查看容器镜像

$ docker images
REPOSITORY       TAG        IMAGE ID            CREATED             SIZE
busybox-os       v1         9bf409ffbbc0        22 hours ago        2.75MB

测试容器镜像

$ docker run --rm -it 9bf409ffbbc0 /bin/sh

方案三：挂载方式/usr/share和/usr/lib64缩小容器镜像大小

通过方案一制作的镜像仍然很大，我们尝试了很多方式来缩小容器镜像大小

bash-4.2# du -sh ./*
0       ./bin
4.0K    ./boot
0       ./dev
2.3M    ./etc
4.0K    ./home
0       ./lib
0       ./lib64
4.0K    ./media
4.0K    ./mnt
4.0K    ./opt
0       ./proc
8.0K    ./root
12K    ./run
0       ./sbin
4.0K    ./srv
0       ./sys
4.0K    ./tmp
57M    ./usr
416K    ./var
bash-4.2# 

我们看到usr下很大：

bash-4.2# du -sh ./*
9.3M    ./bin
4.0K    ./etc
4.0K    ./games
4.0K    ./include
88K    ./lib
24M    ./lib64
152K    ./libexec
132K    ./local
3.7M    ./sbin
20M    ./share
12K    ./src
0       ./tmp
bash-4.2# 

usr里面的share和lib64 可以通过挂载宿主机share和lib64来实现。或者设置一个只读文件夹，实现share和lib64的挂载。这样就可以大大缩小镜像的大小。

$ docker run -it --rm -v /mnt/dockerLib/share/:/usr/share/ -v /mnt/dockerLib/lib64:/usr/lib64 8abed4b3ba72 /bin/bash

总结：

方案一构建的镜像仅仅安装了coreutils，根据需求也可以安装如bash、yum、git、python等插件，使用了supermin5组件来完成的，大小在50-60M左右，相对于方案二中的busybox来制作，它的体积相对较大，但在运行应用的时候可以少添加甚至不用添加额外的lib库，而busybox制作的基础镜像在我测试运行java项目时，需要额外添加lib库文件。现在非常受欢迎的alpine容器镜像就是在busybox基础上增加了自己的包管理工具apk等功能创建了风靡一时的小巧镜像，所以busybox方式也不失为一种合适的方案。方案三我在本机上进行了测试，能够正常运行容器，但由于每次运行都得挂载宿主机的只读文件夹，不符合松耦合的理念，但也是可行的方案之一。以上皆是我自己总结的一点点思考，希望能对大家有所帮助，谢谢！