Run the Docker daemon as a non-root user (Rootless mode)

rootless 简介

rootless模式是指以非root用户身份运行Docker守护程序和容器。那么为什么要有rootless mode呢？因为在root用户下安装启动的容器存在安全问题。存在的安全问题具体来说是容器内的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。所以我们有时候需要安装docker rootless来减轻守护程序和容器运行时中的潜在漏洞。

无根模式在用户命名空间内执行docker daemon(docker守护进程)和容器，这与userns remap模式非常相似。只是在userns remmap模式下，守护进程本身以root权限运行，而在无根模式下，后台进程和容器都在没有root权限的情况下运行。

rootless 模式利用 user namespaces 将容器中的 root 用户和 docker 守护进程（dockerd）用户映射到宿主机的非特权用户范围内。

补充介绍

1.docker守护进程

docker的守护进程（docker daemon）是docker的主要后台进程，它负责运行docker容器、管理docker镜像、网络和数据卷等。

具体来说，docker的守护进程有以下几方面的作用：

  1. 管理容器：守护进程能够启动、停止、重启和删除容器，以及监控容器的运行状态。
  2. 管理镜像：守护进程能够下载、上传、构建和删除镜像，以及管理镜像的版本控制和安全性。
  3. 管理网络：守护进程能够创建和管理Docker容器的网络，使得多个容器能够通信和互相访问。
  4. 管理数据卷：守护进程能够管理容器的数据卷，以便持久化存储容器中的数据。

总之，docker的守护进程是docker运行的核心，它为用户提供了快速、高效、安全的容器化解决方案。

2.systemd

systemd是用于管理docker守护进程的服务单元。具体来说，docker的systemd服务单元会在系统启动时自动启动docker守护进程，并监视它的运行状态。如果docker守护进程意外终止，systemd将自动重新启动它。此外，systemd还允许用户通过systemctl命令来管理docker守护进程的状态，例如查看其运行状态、重启和停止等操作。(systemctl start docker 启动docker守护进程)

总之，docker的systemd是docker运行和管理的重要组成部分，它为用户提供了稳定、可靠的docker守护进程管理和监控机制。

安装

官方文档：Run the Docker daemon as a non-root user (Rootless mode) | Docker Docs

 操作系统：Centos7.7.1908

1.前置条件

创建一个普通用户

useradd -m -s /bin/bash testuser

需要安装newuidmap和newgidmap工具，配置/etc/subuid和/etc/subuid需要这两个工具的支持。安装之前使用yum install -y uidmap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。

 说明已经存在了

在/etc/suubid和/etc/subid中应至少包含用户的65536个从属UID/GID。下面示例中，用户testuser有65536个从属UID/GID。

id -u
whoami
grep ^$(whoami): /etc/subuid
grep ^$(whoami): /etc/subgid

 

root用户下也可以通过以下命令确保用户id关系配置

echo "testuser:100000:65536" | tee /etc/subuid
echo "testuser:100000:65536" | tee /etc/subgid

至此，前置配置准备完毕

2. centos7下rootless模式安装

在/etc/sysctl.conf或/etc/sysctl.d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
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。

在Citrix中/proc/sys/user/max_user_namespaces也要修改为28633。

接下来需要安装脚本，有两种方案：

一.在新建的用户testuser下，执行以下安装脚本，该方案安装脚本需要连网。

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

脚本执行完成之后，显示的内容如下：

 二.进入https://get.docker.com/rootless该网站将内容全部copy到linux文件中，然后执行。本文新建了一个docker.sh的文件，把内容全部都复制到该文件下了

执行 export SKIP_IPTABLES=1，然后重新执行 sh docker.sh

将上图中安装过程提示的export内容添加到 $HOME/.bashrc 文件中，添加完使用source $HOME/.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。 

[testuser@fe2314d04cbd ~]$ cat >>$HOME/.bashrc<<'EOF'
> export PATH=/home/testuser/bin:$PATH
> export DOCKER_HOST=unix:///run/user/1000/docker.sock
> EOF
[testuser@fe2314d04cbd ~]$ source $HOME/.bashrc

 3.启动守护进程运行容器

在testuser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，linux内核版本会影响存储驱动选择，后文会进行说明。

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

 可以看到ip存在问题，具体解决方案如下：

首先，通过which ip看一下

 接着yum install which下载which包，在which ip看一下

 接着通过yum install iproute下载一下，再通过which ip看一下

这样问题就解决了

 之后通过dockerd-rootless.sh --experimental --storage-driver vfs启动docker守护进程，如下图所示，docker的守护进程就已经启动了：

上面已经介绍了，docker的守护进程是docker的核心，必须启动守护进程docker才能正常工作，由于本文docker配置是没有systemd的，因此不能通过systemctl启动守护进程，因此docker要想正常工作，只能在一个终端启动当前docker的守护进程，另一个终端执行docker指令，docker才能正常工作。

 如下图所示，在一个终端启动docker守护进程的前提下，另一个终端可以正常执行docker指令

至此，docker rootless配置完成。

docker rootless若干限制

虽然它很安全，但是存在以下受限因素

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）
  • 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

补充

在进行本文操作过程中， 还使用了如下命令以及遇到以下问题

1.查看当前系统的内核版本

uname -r
cat /proc/version

以上两条命令都可以

2.如果一个进程退不出去，就可以在另一个终端通过执行以下命令终止该进程

  • ps auxw |grep dockerd
  • kill -9

执行kill -9 -419就可以杀死该进程 

3.修改/proc/sys/user/max_user_namespaces为28633，进入/proc/sys/user/目录下，通过vim直接修改max_user_namespaces，发现不能操作，然后修改max_user_namespaces的权限信息也不能修改。原因：

 centos7 的user当前是 dr-xr-xr-x , 没有写的权限，所以不能对当前user下的任何文件进行修改，而chmod和vim 都需要 /proc/sys/user 写的权限，所以执行不到。因此需要通过echo 28633 > /proc/sys/user/max_user_namespaces来修改。

4.yum provides /usr/sbin/ip 命令的作用是查找并安装包含 /usr/sbin/ip 文件的软件包。yum provides 是一个 yum 命令的子命令，用于查找与给定文件匹配的软件包。在这种情况下，命令是在询问 yum 是否有一个软件包包含 /usr/sbin/ip 文件。如果 yum 找到了匹配的软件包，它会尝试安装该软件包，以便 /usr/sbin/ip 文件可以在您的系统中使用。这通常用于确保系统上的特定文件存在并已正确安装。

5.在安装无根Docker时，需要确保/etc/subuid文件包含至少65536个UID，这是因为Docker使用子用户命名空间来实现无根功能。

子用户命名空间是一种隔离技术，它允许在一个命名空间内创建独立的用户、进程和文件系统视图。在Docker中，通过使用子用户命名空间，容器可以拥有自己的独立的主用户（root）和子用户（sub-user）ID空间。

当Docker创建一个新的容器时，它会在子用户命名空间内为容器创建一个新的用户ID（UID）。为了使容器能够访问外部文件系统和网络等资源，Docker需要将容器的UID映射到主机上的真实UID。

然而，由于子用户命名空间的限制，只有范围内的UID可以被映射。默认情况下，每个用户在/etc/subuid文件中都有一组可用的UID范围。如果该文件没有包含足够多的UID范围，那么在创建大量容器时，可能会出现UID耗尽的情况，因为每个容器都需要一个唯一的UID。

因此，为了确保Docker能够创建足够多的容器并避免UID耗尽的问题，建议在安装无根Docker时，将/etc/subuid文件扩展到包含至少65536个UID范围。这样可以提供足够的UID空间来满足容器的需求，并且可以避免因为UID耗尽而导致的容器创建失败的问题。

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