【容器镜像】从底层开始一秒构建

当 docker-hub 启动认证后，经常是 TLS handshake timeout。自建小型基础，特别适合 VPS 类超小型主机，或者套娃容器管理。
以下是基于清华大学镜像站的 Alpine Linux RootFS 构建最小化容器镜像的完整指南。我们将以 aarch64 架构的 Alpine v3.20 为例，逐步说明如何利用国内系统资源的构建过程。

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一、获取 Alpine RootFS

1. 下载 RootFS 压缩包

清华大学镜像站提供了预编译的 RootFS 文件，访问以下链接选择版本：
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/releases/aarch64/

找到文件名类似 alpine-minirootfs-3.20.0-aarch64.tar.gz 的文件（当前最新版），使用 wget 下载：

# 下载 RootFS（约 2.8MB）
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/releases/aarch64/alpine-minirootfs-3.20.0-aarch64.tar.gz

# 验证文件完整性（可选但推荐）
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/releases/aarch64/alpine-minirootfs-3.20.0-aarch64.tar.gz.sha256
sha256sum -c alpine-minirootfs-3.20.0-aarch64.tar.gz.sha256

2. 解压 RootFS

mkdir alpine-rootfs
tar -xzf alpine-minirootfs-3.20.0-aarch64.tar.gz -C alpine-rootfs

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二、构建基础容器镜像

1. 创建 Dockerfile

在 alpine-rootfs 同级目录新建 Dockerfile：

# 使用空镜像作为基础
FROM scratch

# 复制 RootFS 到容器
COPY ./alpine-rootfs/ /

# 配置容器启动命令（默认为 /bin/sh）
CMD ["/bin/sh"]

2. 构建镜像

# 生成scratch镜像，也可以不用，默认就是空的
# tar cv --files-from /dev/null | docker import - scratch
docker build -t my-alpine:3.20-aarch64 .

3. 验证镜像

docker run --rm -it my-alpine:3.20-aarch64
# 在容器内执行命令测试
/ # uname -a
Linux 4c3d7e8d8d3a 5.15.0-105-generic #116-Ubuntu SMP Wed Jun 5 16:01:08 UTC 2024 aarch64 Linux
/ # cat /etc/alpine-release
3.20.0

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三、优化镜像配置

1. 配置 APK 使用清华源

在 RootFS 中预先配置镜像加速，编辑 alpine-rootfs/etc/apk/repositories：

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/main
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/community

2. 安装基础工具（可选）

若需要扩展功能（如 curl），在 Dockerfile 中添加：

FROM scratch
COPY ./alpine-rootfs/ /

# 在构建时模拟运行 apk 命令（需在已解压的 RootFS 中操作）
RUN echo "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/main" > /etc/apk/repositories && \
    apk update && \
    apk add --no-cache curl && \
    rm -rf /var/cache/apk/*

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四、完整构建流程（自动化版）

1. 一键构建脚本

#!/bin/bash

# 下载并解压 RootFS
wget -O alpine-rootfs.tar.gz \
  https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/releases/aarch64/alpine-minirootfs-3.20.0-aarch64.tar.gz
mkdir rootfs
tar -xzf alpine-rootfs.tar.gz -C rootfs

# 配置清华源
echo "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/main" > rootfs/etc/apk/repositories
echo "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.20/community" >> rootfs/etc/apk/repositories

# 构建 Docker 镜像
cat <<EOF > Dockerfile
FROM scratch
COPY ./rootfs/ /
CMD ["/bin/sh"]
EOF

docker build -t tuna-alpine:3.20-aarch64 .

2. 多阶段构建扩展功能

# 第一阶段：准备 RootFS
FROM alpine:3.20 AS base
RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/g' /etc/apk/repositories
RUN apk add --no-cache curl

# 第二阶段：仅复制必要文件
FROM scratch
COPY --from=base / /
CMD ["curl", "--version"]

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五、镜像大小对比

类型	大小	包含内容
原始 RootFS	~2.8MB	最小 /bin/sh, BusyBox 工具
添加 curl 后的镜像	~6.1MB	包含 curl 和依赖库
标准 Alpine Docker 镜像	~7.05MB	包含 apk 包管理器

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六、关键优化技巧

1. 使用 --no-cache 安装包
   避免缓存增大镜像体积：

   RUN apk add --no-cache python3
   

2. 删除无用文件
   清理临时文件和文档：

   RUN rm -rf /var/cache/apk/* /usr/share/man/* /tmp/*
   

3. 静态编译应用
   例如，使用 Go 构建无需依赖的二进制文件：

   FROM golang:alpine AS build
   RUN CGO_ENABLED=0 go build -o /app .
   
   FROM scratch
   COPY --from=build /app /app
   CMD ["/app"]
   

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七、注意事项

1. 架构匹配

   • 确认宿主机和镜像的架构一致（本例为 aarch64）。
   • 若需要 x86_64 镜像，替换 URL 中的 aarch64 为 x86_64。

2. 版本更新

   • 定期检查清华镜像站更新路径（如 v3.20 可能变更为更高版本）。

3. 安全加固

   • 删除默认用户密码：sed -i '/^root:/d' /etc/shadow
   • 禁用不必要的服务。

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通过以上方法，可快速构建基于国内镜像源的最小化 Alpine 容器镜像，适用于物联网设备（如树莓派）、Kubernetes Pod 等场景。这种优化后的镜像兼具高效性和安全性，特别适合资源受限的环境。