使用mkosi构建RHEL和RHEL UBI镜像

mkosi 是一个轻量级工具，用于从发行版软件包构建镜像。

本文介绍如何使用 mkosi 从 RHEL 和 RHEL 通用基础镜像Universal Base Image（UBI）的软件包构建镜像。

RHEL UBI 是 RHEL 的一个子集，可以在没有订阅的情况下免费使用。

mkosi 特性

mkosi 支持一些输出格式，但最重要的是 可发现磁盘镜像Discoverable Disk Images（DDI）。同一个 DDI 可用于引导容器、或运行在虚拟机、抑或是复制到 U 盘以引导真实物理机，然后从 U 盘复制到磁盘以引导系统。该镜像具有标准化的布局和描述其用途的元数据。

mkosi 依赖其他工具来完成大部分工作：使用 systemd-repart 在磁盘镜像上创建分区，使用 mkfs.btrfs / mkfs.ext4 / mkfs.xfs 等创建文件系统，并使用 dnf / apt / pacman / zypper 下载和解压包。

mkosi 支持一系列发行版：Debian 和 Ubuntu、Arch Linux、openSUSE，当然还包括 Fedora、CentOS Stream 及其衍生版本，以及最近的 RHEL UBI 和 RHEL 。由于实际的“重活”是由其他工具完成的，mkosi 可以进行交叉构建。这意味着可以使用一个发行版构建各种其他发行版的镜像。唯一的要求是主机上安装了相应的工具。Fedora 有原生的 apt、pacman 和 zypper，因此它为使用 mkosi 构建任何其他发行版提供了良好的基础。

它还有一些有趣的功能：镜像可以由非特权用户创建，或者在没有设备文件的容器中创建，特别是没有对回环设备的访问权限。它还可以在没有特权的情况下将这些镜像启动为虚拟机（使用 qemu）。

配置是声明性的，非常容易创建。使用 systemd-repart 创建磁盘分区，并使用 repart.d 配置文件定义应该如何完成此操作。

项目目标

mkosi 的一个目标是允许对软件项目进行针对不同发行版的测试。它将为一个发行版创建一个镜像（使用该发行版的软件包），然后将软件项目编译并安装到该镜像中，插入不属于软件包的额外文件。但是，首个阶段，即从软件包创建镜像的过程，本身就是有用的。这是我们将首先展示的内容。

我们最近添加了对 RHEL 和 RHEL UBI 的支持。让我们从 RHEL UBI 开始，利用发行版软件包创建镜像。

请注意，下面的示例要求 mkosi 19，而且不适用于更早的版本。

带有 Shell 的基本 RHEL UBI 镜像

$ mkdir -p mkosi.cache
$ mkosi 
    -d rhel-ubi 
    -t directory 
    -p bash,coreutils,util-linux,systemd,rpm 
    --autologin

上面的命令指定了发行版 rhel-ubi，输出格式 directory，并请求安装软件包 bash、coreutils、…、rpm。rpm 通常不需要放到镜像内部，但在这里用于内省会很有用。我们还启用了以 root 用户自动登录。

在启动构建之前，我们创建了缓存目录 mkosi.cache。当存在缓存目录时，mkosi 会自动使用它来持久化下载的 RPM 包。这将使相同软件包集合的后续调用速度更快。

然后，我们可以使用 systemd-nspawn 将此镜像作为容器启动：

$ sudo mkosi $ sudo mkosi 
    -d rhel-ubi 
    -t directory 
    boot

systemd 252-14.el9_2.3 running in system mode (+PAM +AUDIT +SELINUX -APPARMOR +IMA +SMACK +SECCOMP +GCRYPT +GNUTLS +OPENSSL +ACL +BLKID +CURL +ELFUTILS -FIDO2 +IDN2 -IDN -IPTC +KMOD +LIBCRYPTSETUP +LIBFDISK +PCRE2 -PWQUALITY +P11KIT -QRENCODE +TPM2 +BZIP2 +LZ4 +XZ +ZLIB +ZSTD -BPF_FRAMEWORK +XKBCOMMON +UTMP +SYSVINIT default-hierarchy=unified)
Detected virtualization systemd-nspawn.
Detected architecture x86-64.
Detected first boot.
Red Hat Enterprise Linux 9.2 (Plow)
...
[ OK ] Created slice Slice /system/getty.
[ OK ] Created slice Slice /system/modprobe.
[ OK ] Created slice User and Session Slice.
...
[ OK ] Started User Login Management.
[ OK ] Reached target Multi-User System.
Red Hat Enterprise Linux 9.2 (Plow)
Kernel 6.5.6-300.fc39.x86_64 on an x86_64
image login: root (automatic login)
[root@image ~]# rpm -q rpm systemd
rpm-4.16.1.3-22.el9.x86_64
systemd-252-14.el9_2.3.x86_64

正如前面提到的，此镜像可以用于启动虚拟机。但在此设置下，这是不可能的 —— 我们的镜像没有内核。事实上，RHEL UBI 根本不提供内核，因此我们无法使用它进行引导（无论是在虚拟机上还是在裸机上）。

创建镜像

我一开始说是要创建镜像，但到目前为止我们只有一个目录。让我们开始实际创建一个镜像：

$ mkosi 
    -d rhel-ubi 
    -t disk 
    -p bash,coreutils,util-linux,systemd,rpm 
    --autologin

这将生成 image.raw，一个带有 GPT 分区表和单个根分区（用于本机架构）的磁盘镜像。

$ sudo systemd-dissect image.raw
Name: image.raw
Size: 301.0M
Sec. Size: 512
Arch.: x86-64
Image UUID: dcbd6499-409e-4b62-b251-e0dd15e446d5
OS Release: NAME=Red Hat Enterprise Linux
VERSION=9.2 (Plow)
ID=rhel
ID_LIKE=fedora
VERSION_ID=9.2
PLATFORM_ID=platform:el9
PRETTY_NAME=Red Hat Enterprise Linux 9.2 (Plow)
ANSI_COLOR=0;31
LOGO=fedora-logo-icon
CPE_NAME=cpe:/o:redhat:enterprise_linux:9::baseos
HOME_URL=https://www.redhat.com/
DOCUMENTATION_URL=https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_enterprise_linux/9
BUG_REPORT_URL=https://bugzilla.redhat.com/
REDHAT_BUGZILLA_PRODUCT=Red Hat Enterprise Linux 9
REDHAT_BUGZILLA_PRODUCT_VERSION=9.2
REDHAT_SUPPORT_PRODUCT=Red Hat Enterprise Linux
REDHAT_SUPPORT_PRODUCT_VERSION=9.2
Use As: ✗ bootable system for UEFI
        ✓ bootable system for container
        ✗ portable service
        ✗ initrd
        ✗ sysext extension for system
        ✗ sysext extension for initrd
        ✗ sysext extension for portable service
RW DESIGNATOR PARTITION UUID PARTITION LABEL FSTYPE ARCHITECTURE VERITY GROWFS NODE PARTNO
rw root 1236e211-4729-4561-a6fc-9ef8f18b828f root-x86-64 xfs x86-64 no yes /dev/loop0p1 1

好的，我们现在有一个镜像，镜像中包含了一些来自 RHEL UBI 软件包的内容。我们如何在其上加点我们自己的东西呢？

使用自己的文件扩展镜像

有几种方法可以扩展镜像，包括从头开始编译某些东西。但在那之前，让我们做一些更简单的事情，将一个现成的文件系统注入到镜像中：

$ mkdir -p mkosi.extra/srv/www/content

$ cat >mkosi.extra/srv/www/content/index.html