AWS發(fā)布Rust語言編寫的容器Linux發(fā)行版Bottlerocket

隨著我們的客戶越來越多地采用容器來運行其工作負(fù)載，從頭開始設(shè)計以運行容器的Linux發(fā)行版成了一種時尚，比如追求小巧Alpine，Redhat的CoreOS等操作系統(tǒng)用來跑容器。

日前著名云廠商亞馬遜宣布，發(fā)布自己的容器Linux發(fā)行版Bottlerocket。Bottlerocket立足于安全性，操作和規(guī)模管理，使用它能夠自動管理數(shù)千個運行容器的主機。

Bottlerocket，本質(zhì)上是一個新Linux發(fā)行版，用來跑容器。他內(nèi)置了安全性增強功能有助于簡化安全性合規(guī)性，并提供事務(wù)更新機制使使用容器編排器自動化操作系統(tǒng)更新并降低運營成本。

Bottlerocket目前已在GitHub創(chuàng)建開源組，并全開源。今天我們就一起來了解一下這個系統(tǒng)。

技術(shù)架構(gòu)

Bottlerocket的開發(fā)源于，Amazon AWS云中客戶如何使用Amazon Linux運行容器以及從運行服務(wù)（例如AWS Fargate）中學(xué)到的知識來設(shè)計和構(gòu)建的。在設(shè)計中，充分對Bottlerocket進行了優(yōu)化，以提高安全性，性能并簡化維護流程。

最少組件、SELinux增強

Bottlerocket中只包含運行容器所需的軟件，以減少安全攻擊面，從而提高了安全性。除了使用標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核技術(shù)在容器化工作負(fù)載（例如控制組（cgroup），名稱空間和seccomp）之間實現(xiàn)隔離之外，還以強制模式使用安全性增強的Linux（SELinux）來增強容器與主機操作系統(tǒng)之間的隔離。

Device-mapper和eBPF

Bottlerocket使用Device-mapper的verity目標(biāo)（dm-verity），這是一種Linux內(nèi)核功能，可提供完整性檢查，以幫助防止攻擊者在操作系統(tǒng)上持續(xù)存在威脅，例如覆蓋核心系統(tǒng)軟件。

Bottlerocket Linux內(nèi)核中包括了eBPF，這減少了許多低級系統(tǒng)操作對內(nèi)核模塊的需求。

Rust開發(fā)

Bottlerocket的大部分內(nèi)容都是用Rust編寫的，Rust是一種現(xiàn)代編程語言，可幫助確保線程安全并防止與內(nèi)存相關(guān)的錯誤，例如可能導(dǎo)致安全漏洞的緩沖區(qū)溢出。

隔離容器管理

Bottlerocket還通過阻止與生產(chǎn)服務(wù)器的管理連接來實施可進一步提高安全性的操作模型。它適用于限制對單個主機的控制的大型分布式環(huán)境。

為了進行調(diào)試，可以使用Bottlerocket的API運行"管理容器"（通過用戶數(shù)據(jù)或AWS Systems Manager調(diào)用），然后使用SSH登錄以進行高級調(diào)試和故障排除。admin容器是Amazon Linux 2容器映像，包含用于對Bottlerocket進行故障排除和調(diào)試的實用程序，并以提升的特權(quán)運行。它允許安裝和使用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試工具，例如traceroute，strace，tcpdump。登錄到單個Bottlerocket實例的行為旨在作為高級調(diào)試和故障排除的操作。

自動更新

Bottlerocket通過使節(jié)點的管理和對集群中節(jié)點的自動更新更加容易，從而大規(guī)模地提高了操作和可管理性。與旨在支持以各種格式打包的應(yīng)用程序的通用Linux發(fā)行版不同，Bottlerocket是專門為運行容器而構(gòu)建的。對其他通用Linux發(fā)行版的更新是在逐個軟件包的基礎(chǔ)上應(yīng)用的，它們的軟件包之間的復(fù)雜依賴關(guān)系可能導(dǎo)致錯誤，從而使流程難以實現(xiàn)自動化。

操作靈活

Bottlerocke以原子方式應(yīng)用和回滾更新，這使得它們易于自動化，從而減少了管理開銷并降低了運營成本。

Bottlerocket與容器編排器集成在一起，可以對主機進行自動修補，以提高運營成本，可管理性和正常運行時間。Bottlerocket支持與任何容器編排器集成，AWS提供的編譯版本可與Amazon EKS（具有一般可用性）和Amazon ECS（具有預(yù)覽功能）一起使用。

Bottlerocket入門

Bottlerocke支持不包括編排系統(tǒng)的，作為獨立的OS運行進行開發(fā)和測試用例，官方還是建議建議將其與容器編排系統(tǒng)結(jié)合使用，以充分利用其所有優(yōu)點。

最簡單入門方法在AWS云中，使用AWS提供的Bottlerocket AMI與Amazon EKS或Amazon ECS結(jié)合使用。

可以通過使用AWS CLI查詢SSM來找到這些AMI的ID，如下所示。

要查找Bottlerocket aws-k8s-1.17變體的最新AMI ID，請運行：

aws ssm get-parameter--region us-west-2

--name"/aws/service/bottlerocket/aws-k8s-1.17/x86_64/latest/image_id"

--query Parameter.Value--output text

要查找Bottlerocket aws-ecs-1變體的最新AMI ID，運行：

aws ssm get-parameter--region us-west-2

--name"/aws/service/bottlerocket/aws-ecs-1/x86_64/latest/image_id"

--query Parameter.Value--output text

在上述兩個示例的命令，可以指定是否在另一個區(qū)域中操作改變區(qū)域，或從x86_64的改變架構(gòu)arm64如果使用Graviton-動力實例。

得到AMI ID后，可以啟動EC2實例并將其連接到現(xiàn)有的EKS或ECS群集。要使用Bottlerocket的Kubernetes變體連接到EKS集群，在啟動EC2實例時，需要提供如下用戶數(shù)據(jù)：

[settings.kubernetes]

api-server="Your EKS API server endpoint here"

cluster-certificate="Your base64-encoded cluster certificate here"

cluster-name="Your cluster name here"

要使用Bottlerocket的ECS變體連接到ECS群集，可以提供以下用戶數(shù)據(jù)：

[settings.ecs]

cluster="Your cluster name here"

自定義編譯Bottlerocket

除了使用AWS提供的Bottlerocket AMI外，還可以使用自己的更改生成定制的Bottlerocket構(gòu)建。

作為前提步驟，首先創(chuàng)建一個Rust開發(fā)環(huán)境。建議使用安裝最新的穩(wěn)定Rust版本。要組織構(gòu)建任務(wù)，要使用cargo-make和cargo-deny：

cargo install cargo-make

cargo install cargo-deny--version 0.6.2

Bottlerocket使用Docker來協(xié)調(diào)打包和映像構(gòu)建。建議使用Docker 19.03或更高版本。需要安裝Docker并以您的用戶帳戶運行，以便能夠訪問Docker API。通?？梢酝ㄟ^將用戶帳戶添加到docker組來啟用此功能。

要生成映像，請在更改源代碼后運行：

cargo make

所有軟件包將依次構(gòu)建，然后編譯目錄中的img文件build。

接下來，要注冊在Amazon EC2上使用的Bottlerocket AMI，需要設(shè)置aws-cli并運行：

cargo make ami

開源社區(qū)

Bottlerocket已經(jīng)完全開源，以使用戶能夠?qū)τ糜谶\行其基礎(chǔ)架構(gòu)的操作系統(tǒng)進行自定義（例如，與自定義協(xié)調(diào)器/內(nèi)核/容器運行時集成），將其提交上游并生成自定義版本。所有設(shè)計文檔，代碼，構(gòu)建工具，測試和文檔都將托管在GitHub上。使用GitHub的錯誤和功能跟蹤系統(tǒng)進行項目管理。支持可以使用標(biāo)準(zhǔn)GitHub工作流程查看并為Bottlerocket源代碼做貢獻(xiàn)。構(gòu)建，發(fā)行和測試基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的可用性使生成包含其更改的自定義構(gòu)建變得容易。ISV合作伙伴可以在客戶更新到最新版本的Bottlerocket之前快速驗證其軟件。

Bottlerocket包括標(biāo)準(zhǔn)的開放源代碼組件，例如Linux內(nèi)核，容器化容器運行時等。特定于Bottlerocket的附加項著重于可靠的更新以及基于API的機制來進行配置更改和觸發(fā)更新/回滾?？梢赃x擇根據(jù)Apache 2.0許可證或MIT許可證來許可Bottlerocket代碼。諸如Linux內(nèi)核之類的底層第三方代碼仍受其原始許可證的約束。如果修改Bottlerocket，則可以根據(jù)策略準(zhǔn)則使用"Bottlerocket Remix"來引用構(gòu)建。