Docker: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 23. August 2025, 08:55 Uhr

Docker - Isolierung von Anwendungen durch Container-Virtualisierung

Beschreibung

Schlanke Frorm der Virtualisierungen

Prozesse laufen auf dem Kernel des Host-Betriebssystems
Abschottung durch
- cgroups
- namespaces
- …

Motivation

Vereinfachte Bereitstellung von Anwendungen

Container, die alle nötigen Pakete enthalten
leicht als Dateien transportieren und installieren lassen

Container gewährleisten

Trennung und Verwaltung der auf einem Rechner genutzten Ressourcen

Code
Laufzeitmodul
Systemwerkzeuge
Systembibliotheken
alles was auf einem Rechner installiert werden kann

Container

Identische Arbeitsumgebung
An unterschiedlichen Stellen

Bereitstellung

Images oder Dockerfiles

Fertige Images
Dockerfiles
- Anweisungen zum Erzeugen eines Images (Dockerfiles ) im Projekt verteilen
- Dockerfiles können gut in Projekt-Repositoies bereitgestellt werden

Fertige Images

DockerHub bietet fertige Images

Ein solches gestartetes Image nennt sich dann Container und enthält beispielsweise Dateien, die in den Container gemountet oder kopiert werden
Man kann auch eigene Images bauen, indem man eine entsprechende Konfiguration (Dockerfile) schreibt
Jeder Befehl bei der Erstellung eines Images erzeugt einen neuen Layer, die sich dadurch mehrere Images teilen können

In der Konfiguration einer Gitlab-CI-Pipeline kann man mit image ein Docker-Image angeben, welches dann in der Pipeline genutzt wird

Betriebssysteme

Virtualisierung mit Linux

Docker auf die Virtualisierung mit Linux ausgerichtet

Docker-Technologie benötigt einen Linux-Kernel

Container und Virtuelle Maschinen

Container und Virtuelle Maschinen

Realisierung von Containern

Docker/Realisierung von Containern

Sicherheit

Kein Sicherheitsgewinn

Durch Container hat man allerdings im Gegensatz zu herkömmlichen VMs keinen Sicherheitsgewinn
da die im Container laufende Software ja direkt auf dem Host-Betriebssystem ausgeführt wird

Sicherheitsaspekte

Root-Rechte

Docker-Container werden durch einen Daemon erzeugt, der in der Vergangenheit zwingend root-Rechte haben musste, ab Version 19.03 unter bestimmten Umständen aber auch unprivilegiert sein kann

Läuft der Daemon mit root-Rechten, bedient man sich oft einer eigenen Nutzergruppe, um auch unprivilegierten Nutzern die Erzeugung neuer Docker-Container zu erlauben

Unprivilegierten Nutzer

Ein möglicher Fallstrick besteht darin, dass alle unprivilegierten Nutzer, die Mitglied einer solchen Nutzergruppe sind, indirekt über volle root-Rechte auf dem Host-System verfügen

Die alternative Software für Containervirtualisierung Podman verzichtet auf dieses Sicherheitsrisiko, ist zu Docker kompatibel und angepasst auf Kubernetes

Format

Die Open Container Initiative spezifiziert ein Format zur Containervirtualisierung

Da es sich um eine internationale und offene Spezifikation handelt, kann prinzipiell jeder diese implementieren
So sind sicherere Alternativen zu Docker entstanden, zu denen man vorhandene Images oder Container migrieren kann – etwa containerd oder Podman
Trotz Standardisierung gibt es kleinere Unterschiede, etwa im Speicherort von Container und Images

Unterschiede zu Virtuellen Maschinen

Im Unterschied zu einer Virtuellen Maschine teilen sich Container und Host einen gemeinsamen Betriebssystem-Kernel

Dies verbessert einerseits die Leistung erheblich, vergrößert andererseits aber auch das Risiko, dass erfolgreiche Angriffe gegen den Kernel auch den Host kompromittieren

Bei richtiger Konfiguration sind selbst root-Rechte innerhalb eines Docker-Containers nicht dazu geeignet, um den Host anzugreifen

Insbesondere sollte dazu ein neuer User Namespace erzeugt und der root-Benutzer des Containers auf einen unprivilegierten Benutzer des Hosts abgebildet werden

Ressourcentrennung

Da die Ressourcentrennung alleine mit den Docker zugrunde liegenden Techniken wie Namespaces und Cgroups nicht völlig sicher ist

hat das Unternehmen Red Hat Unterstützung für die sicherheitsrelevante Kernel-Erweiterung SELinux implementiert
welche die Container auf der Ebene des Host-Systems zusätzlich absichert

Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks

@@ Zeile 52: / Zeile 52: @@
 == Realisierung von Containern ==
-[[Datei:Docker-linux-interfaces.svg|mini|500px|Schnittstellen, um auf Virtualisierungsfunktionen des Linux-Kernels zuzugreifen.]]
+* [[Docker/Realisierung von Containern]]
-Linux-Techniken
-* [[Cgroups]]
-* [[Namespaces]]
-* Anfänglich [[LXC]]-Schnittstelle des [[Linux (Kernel)|Linux-Kernels]]
-* Mittlerweile eine eigene [[Programmierschnittstelle]] namens ''libcontainer''
-* Als Speicher-[[Frontend und Backend|Backend]] verwendet Docker das Overlay-Dateisystem [[aufs]]
-** seit Version 0.8 wird auch [[btrfs]] unterstützt
-<br clear=all>
-=== Begriffe ===
-{| class="wikitable options big"
-|-
-! Begriff !! Beschreibung
-|-
-|  Image ||  [[Image-Datei|Speicherabbild]] eines Containers
-* Das Image selbst besteht aus mehreren Layern, die schreibgeschützt sind und somit nicht verändert werden können
-* Ein Image ist portabel, kann in [[Repository|Repositories]] gespeichert und mit anderen Nutzern geteilt werden
-* Aus einem Image können immer mehrere Container gestartet werden
-|-
-|  Container ||  Aktive Instanz eines Images
-* Der Container wird also gerade ausgeführt und ist beschäftigt
-* Sobald der Container kein Programm ausführt oder mit seinem Auftrag fertig ist, wird der Container automatisch beendet
-|-
-|  Layer ||  Teil eines Images und enthält einen Befehl oder eine Datei, die dem Image hinzugefügt wurde
-* Anhand der Layer kann die ganze Historie des Images nachvollzogen werden
-|-
-|  Dockerfile ||  [[Textdatei]], die mit verschiedenen Befehlen ein Image beschreibt
-* Diese werden bei der Ausführung abgearbeitet und für jeden Befehl wird ein einzelner Layer angelegt
-|-
-|  Repository ||  Satz gleichnamiger Images mit verschiedenen Tags, zumeist Versionen
-|-
-|  Registry ||  Verwaltung von Repositories (''Docker Hub'', ''Artifactory'', ...)
-|-
-|  libcontainer ||  eine Schnittstelle zu den Grundfunktionen von Docker
-|-
-|  libswarm ||  eine Schnittstelle, um Docker-Container zu steuern
-|-
-|  libchan ||  ermöglicht eine einfache („light weighted“) Kommunikation zwischen Prozessteilen und Prozessen
-|}
 == Sicherheit ==