docker容器实战：容器安全的优秀实践

作者：运维老兵Alex 2022-07-25 14:24:53

云计算

云原生 关于容器的监控，目前比较常用的方案有cAdvisor+Prometheus+Grafana+Alertmanager组合，该方案集成监控、展示和告警等系列功能，可以有效发现容器问题。

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一. 容器配置

1、禁止使用特权容器

使用--privileged启动容器时，会将所有内核功能赋予容器，从而覆盖Capability的能力限制。在这种情况下，容器可执行主机层面能做的大部分事情，从而给系统带来较大的安全隐患，所以应该被禁止。

$ docker run -d --privileged nginx

2、限制容器的资源使用

默认情况下，主机上的容器对于资源的访问并没有受到限制。此时，当某个容器被攻击或者程序出错时，将可能因为过多占用资源而影响到主机和其他容器的运行。

因此，可以通过Cgroup的特性来设置容器的资源使用限制，这样得以最大程度减少因此类问题而产生的影响 。

示例1：限制CPU可以使用的最大核数为1 。

$ docker run -d --cpus 1 nginx

示例2：限制容器可以使用特定的CPU，如宿主机有4个CPU，我们只允许容器使用第一个CPU，可以设置如下 ：

$ docker run -d --cpuset-cpus 0 nginx

示例3：限制容器最大内存使用量为512M。

$ docker run -d -m 512m  nginx

3、 隔离容器网络

Docker默认使用bridge网络，该网络会创建一个虚拟网桥，连接在同一个网桥之间的容器可以互相访问。为了提升网络安全性，建议不要依赖默认的docker0网络，而是通过自定义网络方式进行容器网络的划分，这样可保证对宿主机中的容器之间做到访问隔离。

另外，在主机层面也应尽可能进行网络划分，不同的主机运行不同安全性要求的容器，如开发环境、测试环境和生产环境的宿主机应该彼此隔离。

4、禁止挂载主机系统目录

主机中与系统相关的目录，包含 /boot、/dev、/etc、/proc、/sys、/usr等，应该明令禁止被挂载到容器中。尤其是在读写模式下，这种情况会导致容器具有对主机系统进行修改的能力，从而给主机系统带来极大的安全隐患。

遗憾的是，目前在Docker层面并没有相关的技术方案来限制此类行为，只能通过审计等手段进行发现。

5、 将容器的根文件系统挂载为只读

将容器的根文件系统挂载为只读模式，这种模式可以避免对根文件系统带来任何的修改，从而保证了容器的安全性。当然，只读的模式也会带来不便 ，需要结合挂载存储来使用，将输出的内容写到持久化存储中。

配置只读的方式很简单，在启动容器时添加 --read only 选项，如下：

$ docker run -it  --read-only  nginx sh
# echo 'test' > /root/1.txt
sh: 2: cannot create /root/1.txt: Read-only file system

6、禁止共享主机的网络栈

在启动容器时，使用--network host 可以让容器与主机共享网络栈，此时，容器会使用主机的IP及其他的网络配置，并自动将容器的端口映射到主机。

这种方法虽然带来了一定的便利性，但也给容器带来了风险。在这种模式下，容器内可对主机的网络栈进行操作，所以并不建议使用。

$ docker run -d --network host  nginx

二、镜像管理

1、禁止在镜像中存储机密信息

容器中程序在正常运行的过程中，通常需要使用到一些机密信息，如数据库账号密码、access token等。诸如此类的敏感信息，不应被保存到镜像中，不然会造成机密信息泄露风险。

可以使用配置中心等方案，将这些信息移到外部进行管理。

2、选用最小化的基础镜像

在使用Dockerfile构建应用镜像时，需要选择一个镜像来作为基础镜像。对于该镜像的选择，应避免使用功能大而全的镜像，而采用最小化满足的模式。

这样可以带来两个好处：

最大程度减少安全漏洞。

减少对于资源的占用。

3、扫描并验证镜像

在 2019 年时，作为安全公司的Snyk 发现，10大最流行的 Docker 镜像中，每个镜像至少有 30 个安全漏洞。这足以引起我们对于镜像安全的警觉。

通过对Docker镜像进行漏洞扫描，可以让开发和运维人员清楚镜像的安全状态，并采取措施修复发现的问题，从而实现更安全的部署。

目前支持镜像扫描的开源方案有Docker scan、Clair、Anchore等，其中Docker Scan已集成到最新的Docker版本中，可以开箱即用。

4、使用多阶段构建 

在旧的版本中，构建镜像的操作通常在一个Dockerfile流程中完成，在这种模式下构建的镜像会包含很多冗余的文件，如源码文件、下载的依赖包、打包产生的临时文件等。

为了解决这个问题，Docker在17.05 版本开始支持使用多阶段构建（Multi-stage builds）。使用这种模式构建镜像时，我们可以第一阶段完成代码的打包等工作流程，然后在第二阶段选择合适的运行镜像，并将上个阶段生成的包拷贝到镜像中配置运行。

多阶段构建具有速度快、镜像体积更小、安全性更高等特点，建议采用此种方式来进行镜像的构建 。

示例：

#阶段一:编译打包
FROM maven:3.5.0-jdk-8-alpine AS builder
ADD ./pom.xml pom.xml
ADD ./src src/
RUN mvn clean package
# 阶段二：配置运行
From openjdk:8-jre-alpine
COPY --from=builder target/my-app-1.0-SNAPSHOT.jar my-app-1.0-SNAPSHOT.jar
EXPOSE 8080
CMD ["java", "-jar", "my-app-1.0-SNAPSHOT.jar"]

三、管理规范

1、限制用户对容器主机的访问

运行容器的主机应该存放在安全、可靠的环境中，如IDC机房，这可以在物理上保证机器的安全性。同时 ，做好系统登录权限的管控，只允许可信任的用户登录访问主机，这样能够减少由于人为影响而出现的故障。

2、定期更新Docker版本

过时的版本由于已发现的漏洞，容易受到安全攻击。新版本通常会修复旧版本出现的Bug和程序错误，有利于更好地保证容器安全。作为容器的管理员，需要定期进行Docker版本的更新，并维持着较新的版本。

3、完善容器监控

如何合理有效的利用好监控是容器管理员的重要工作，一套完善的监控系统有利于帮助我们及时发现容器的问题，例如资源负载高、容器退出等。

关于容器的监控，目前比较常用的方案有cAdvisor+Prometheus+Grafana+Alertmanager组合，该方案集成监控、展示和告警等系列功能，可以有效发现容器问题。

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