docker挂载volume的用户权限问题,理解docker容器的uid

docker挂载volume的用户权限问题,理解docker容器的uid

在刚开始使用docker volume挂载数据卷的时候，经常出现没有权限的问题。
这里通过遇到的问题来理解docker容器用户uid的使用，以及了解容器内外uid的映射关系。

遇到的问题

本地有一个node的项目需要编译，采用docker来run npm install.

sudo docker run -it --rm  --name ryan  \
-v `pwd`:`pwd`  \
-w `pwd`  node \ 
npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org

可以看到，install之后，node_modules文件的权限变成root了。那么，作为使用者的我们就没有权限去删除这个文件了。

为什么docker输出的文件权限会是root?

原因

Docker容器运行的时候，如果没有专门指定user, 默认以root用户运行。我们的node镜像的Dockerfile里没有指定user.

容器里的执行用户的id是0，输出文件的权限也是0.

以下参考Understanding how uid and gid work in Docker containers

容器共享宿主机的uid

首先了解uid,gid的实现。Linux内核负责管理uid和gid，并通过内核级别的系统调用来决定是否通过请求的权限。
比如，当一个进程尝试去写文件，内核会检查创建这个进程的的user的uid和gid，来决定这个进程是否有权限修改这个文件。
这里没有使用username，而是uid。

当docker容器运行在宿主机上的时候，仍然只有一个内核。容器共享宿主机的内核，所以所有的uid和gid都受同一个内核来控制。

那为什么我容器里的用户名不一定和宿主内核一样呢？ 比如，superset容器的用户叫做superset, 而本机没有superset这个用户。这是因为username不是Linux kernel的一部分。简单的来说，username是对uid的一个映射。
然而，权限控制的依据是uid，而不是username。

That’s because the username (and group names) that show up in common linux tools aren’t part of the kernel, but are managed by external tools (/etc/passwd, LDAP, Kerberos, etc). So, you might see different usernames, but you can’t have different privileges for the same uid/gid, even inside different containers

如果不指定user，容器内部默认使用root用户来运行

我们继续使用node镜像， 你可以在github查看Dockerfile. 里面创建了一个
uid为1000的用户node，但没指定运行user。

docker run -d --rm --name ryan node sleep infinity

我执行的用户为ryan(uid=1000), 让容器后台执行sleep程序。

可以看到，容器外执行sleep的进程的用户是root。容器内部的用户也是0（root）. 虽然执行docker run的用户是ryan.

也就是说，我一个普通用户居然可以以root的身份去执行一个命令。看起来挺恐怖的样子。

容器内部用户的权限与外部用户相同

权限是通过uid来判断的。接下来测试，相同uid的用户可以修改归属于这个uid的文件。

宿主机有一个用户ryan：

刚才使用的node镜像的Dockerfile也定义了1000的用户node:

我们在本地写一个文件a, 归属用户ryan

然后，通过volume挂载的方式，指定运行user为1000， 启动容器node:

docker run -d --rm --name test -u 1000:1000 -v $(pwd):/tmp node sleep infinity

可以看到， 容器外执行sleep的进程，user是ryan(另一个sleep进行是前面的root用户执行的实例，没删除)。
即，docker run -u 可以指定宿主机运行docker命令的用户， -u指定的uid就是docker实际运行的进程拥有者。

接下来去容器内部，看看能不能修改挂载的文件。

可以看到，我们挂载的文件a在容器内部显示owner是node，即uid=1000的用户。并且有权限查看和修改。
然后，我们写一个文件b，在容器内部，这个b自然属于uid=1000的node。来看看容器外：

同样的，容器外显示b从属于uid=1000的用户ryan，并且有权限查看和修改。

如此，可以证明容器内外共享uid和对应的权限。

一定要确保容器执行者的权限和挂载数据卷对应

本文最初的问题就是因为容器执行者和挂载数据卷的权限不同。容器内部运行是uid=0的用户，数据卷从属与uid=1000的ryan。最终导致容器写入数据卷的文件权限升级为root， 从而普通用户无法访问。

如果挂载了root的文件到容器内部，而容器内部执行uid不是0，则报错没有权限。我在挂载npm cache的时候遇到了这个问题，于是有了本文。

一个更加明显的demo

上面的demo恰好宿主机器和容器都存在一个uid=1000的用户，于是很和谐的实现了文件权限共享。接下来测试一个更加明显的demo。

宿主机器和容器都没有uid=1111, 我们以1111来执行容器：

docker run -d --rm --name demo -u 1111:1111 -v $(pwd):/tmp node sleep infinity

1. 当前数据卷有文件a和dir any_user. 文件a归属与uid=1000, dir any_user任何人可以写
2. 运行容器，并以uid=1111执行
3. 登录容器内部，查看数据卷，发现文件a和dir any_user都归属于uid=1000的node(uid映射)
4. 由于容器内部没有uid=1111的用户，所以显示I have no name!， 没有username，没有home。
5. 在容器内部执行数据卷的写操作，提示没权限。（因为数据卷的权限是uid=1000）
6. 在容器内部写入一个文件到公共数据区(777).

接下来看看容器外的表现：

• 数据文件确实有被写入，内容可读
• 容器写入的文件的权限都是1111的uid。由于宿主机没有这个用户，直接显示uid
• 查看进程，可以发现容器的进程也是1111

即-u指定容器内部执行的用户，以及容器外在宿主机进程的用户，同样容器写到数据卷的权限也由此指定。

如此，这个demo更容易理解容器内外的uid的对应关系。理解了以后我们挂载数据卷的时候就不会出现权限问题了。

由于安全问题，通常也是建议不用使用root来运行容器的。

参考

• Understanding how uid and gid work in Docker containers
• 理解 docker 容器中的 uid 和 gid