Logo
Project Icon

container2wasm

容器到WebAssembly转换工具 实现跨平台容器部署

container2wasmWASM容器转换虚拟化WebAssemblyGithub开源项目

container2wasm是一个容器到WebAssembly的转换工具，可将容器镜像转换为WASI运行时和浏览器中可执行的WASM格式。它支持x86_64和riscv64架构，通过CPU模拟实现容器在WebAssembly环境中运行。这个项目使开发者能够将现有容器应用无需修改就直接部署到WASM平台，提高了容器的可移植性和适用范围。

访问官网访问官网GithubGithub
介绍相关项目

[⬇️下载] [📖 命令参考] [📚 附加文档] [▶️演示]

container2wasm: 容器到WASM转换器

container2wasm是一个容器到wasm镜像的转换器，可以在WASM上运行容器。

  • 通过Bochs（用于x86_64容器）和TinyEMU（用于riscv64容器）的模拟将容器转换为WASM。
  • 可在WASI运行时上运行（如wasmtime、wamr、wasmer、wasmedge、wazero）
  • 可在浏览器上运行
  • 推荐使用x86_64或riscv64容器。其他平台（如arm64）也可以工作（但速度较慢）。

这是一个实验性软件。

浏览器上容器的演示页面（debian、python、node、vim）：https://ktock.github.io/container2wasm-demo/

示例

容器镜像转WASM（WASI）

$ c2w ubuntu:22.04 out.wasm

上述命令将ubuntu:22.04容器镜像转换为WASI镜像（out.wasm）。

注1：要选择amd64以外的容器镜像架构，请使用c2w的--target-arch标志（例如：c2w --target-arch=riscv64 riscv64/ubuntu:22.04 out.wasm）。

注2：推荐使用x86_64或riscv64容器。其他平台的容器应该可以工作，但由于需要额外模拟，速度会较慢。

生成的镜像可以在WASI运行时上运行：

$ wasmtime out.wasm uname -a
Linux localhost 6.1.0 #1 PREEMPT_DYNAMIC Mon Jun  5 11:57:09 UTC 2023 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
$ wasmtime out.wasm ls /
bin   dev  home  lib32	libx32	mnt  proc  run	 srv  tmp  var
boot  etc  lib	 lib64	media	opt  root  sbin  sys  usr

从主机映射的目录在容器中是可访问的。

$ mkdir -p /tmp/share/ && echo hi > /tmp/share/from-host
$ wasmtime --mapdir /mnt/share::/tmp/share out.wasm cat /mnt/share/from-host
hi

请参考./examples/networking/wasi/来启用网络功能

浏览器上的容器

浏览器上的容器

你也可以在浏览器上运行容器。 在浏览器上运行容器有两种方法。

请同时参考./examples/wasi-browser（浏览器上的WASI示例）和./examples/emscripten（emscripten示例）。

请参考./examples/networking/了解启用网络功能的详细信息。

浏览器上的WASI

此示例将容器转换为WASI并在浏览器上运行。

以下命令生成WASI镜像。

$ c2w ubuntu:22.04 /tmp/out-js2/htdocs/out.wasm

以下是在浏览器上运行镜像的示例，依赖于xterm-pty和browser_wasi_shim。 此示例使用apache http服务器在localhost:8080上提供镜像。

$ cp -R ./examples/wasi-browser/* /tmp/out-js2/ && chmod 755 /tmp/out-js2/htdocs
$ docker run --rm -p 8080:80 \
         -v "/tmp/out-js2/htdocs:/usr/local/apache2/htdocs/:ro" \
         -v "/tmp/out-js2/xterm-pty.conf:/usr/local/apache2/conf/extra/xterm-pty.conf:ro" \
         --entrypoint=/bin/sh httpd -c 'echo "Include conf/extra/xterm-pty.conf" >> /usr/local/apache2/conf/httpd.conf && httpd-foreground'

你可以通过localhost:8080在浏览器上运行容器。

带网络功能的浏览器上的WASI

带浏览器网络功能的Debian容器

容器也可以执行网络操作。 本节演示在容器中使用curl命令。

仅在Chrome上测试过。该示例可能在其他浏览器上不工作。

$ cat <<EOF | docker build -t debian-curl -
FROM debian:sid-slim
RUN apt-get update && apt-get install -y curl
EOF
$ c2w debian-curl /tmp/out-js2/htdocs/out.wasm

此示例使用apache http服务器在localhost:8080上提供镜像。 以下操作还将可在浏览器上运行的网络栈放入文档根目录。

$ cp -R ./examples/wasi-browser/* /tmp/out-js2/ && chmod 755 /tmp/out-js2/htdocs
$ wget -O /tmp/out-js2/htdocs/c2w-net-proxy.wasm https://github.com/ktock/container2wasm/releases/download/v0.5.0/c2w-net-proxy.wasm
$ docker run --rm -p 8080:80 \
         -v "/tmp/out-js2/htdocs:/usr/local/apache2/htdocs/:ro" \
         -v "/tmp/out-js2/xterm-pty.conf:/usr/local/apache2/conf/extra/xterm-pty.conf:ro" \
         --entrypoint=/bin/sh httpd -c 'echo "Include conf/extra/xterm-pty.conf" >> /usr/local/apache2/conf/httpd.conf && httpd-foreground'

你可以在浏览器上使用几种配置运行容器：

浏览器上的emscripten

此示例使用emscripten将容器转换为WASM。

  • 优点：WASM镜像大小可能比WASI更小。
  • 缺点：此模式下无法使用WASI特定的优化，如Wizer预初始化。因此，容器的启动可能会较慢（对于x86_64容器，可能需要>=30秒；对于riscv64容器，可能需要>=10秒）。

以下命令生成可在浏览器上运行的WASM镜像和JS文件。

$ c2w --to-js ubuntu:22.04 /tmp/out-js/htdocs/

以下是基于 xterm-pty 在浏览器中运行镜像的示例。 此示例使用 Apache HTTP 服务器在 localhost:8080 上提供镜像。

$ cp -R ./examples/emscripten/* /tmp/out-js/ && chmod 755 /tmp/out-js/htdocs
$ docker run --rm -p 8080:80 \
         -v "/tmp/out-js/htdocs:/usr/local/apache2/htdocs/:ro" \
         -v "/tmp/out-js/xterm-pty.conf:/usr/local/apache2/conf/extra/xterm-pty.conf:ro" \
         --entrypoint=/bin/sh httpd -c 'echo "Include conf/extra/xterm-pty.conf" >> /usr/local/apache2/conf/httpd.conf && httpd-foreground'

你可以通过 localhost:8080 在浏览器中运行容器。

注意：加载和启动容器可能需要一些时间。

还可以使用基于 gvisor-tap-vsock 实现的用户空间网络栈 c2w-net，通过主机（浏览器外部）上的 WebSocket 启用网络功能。 详情请参阅 ./examples/networking/websocket。

入门指南

  • 要求
    • Docker 18.09+ (使用 DOCKER_BUILDKIT=1)
    • Docker Buildx v0.8+ (推荐) 或 docker build (使用 DOCKER_BUILDKIT=1)

你可以使用以下方法之一安装转换器命令 c2w。

注意：输出的二进制文件还包含 c2w-net，这是一个用于控制网络功能的命令（详情请参阅 ./examples/networking）。

发布版二进制文件

可以从 https://github.com/ktock/container2wasm/releases 下载二进制文件 解压缩压缩包并将二进制文件放在 $PATH 下的某个位置。

使用 make 构建二进制文件

需要 Go 1.19+。

make
sudo make install

命令参考

c2w

将容器镜像转换为 WASM 镜像，并将其写入指定路径（默认为当前目录下的 out.wasm）。

用法：c2w [选项] 镜像名称 [输出文件]

  • 镜像名称：容器镜像名称（如果 Docker 中不存在，将从注册表拉取）
  • [输出文件]：结果 WASM 文件的路径。

子命令

  • help, h：显示命令列表或某个命令的帮助

选项

  • --assets value：构建资产的自定义位置。
  • --dockerfile value：Dockerfile 的自定义位置（默认：嵌入到此命令中）
  • --builder value：要使用的构建器命令（默认："docker"）
  • --target-arch value：要使用的源镜像的目标架构（默认："amd64"）
  • --build-arg value：附加的构建参数（请查看 Dockerfile 了解可用的构建参数）
  • --to-js：使用 emscripten 将容器转换为 WASM
  • --debug-image：在输出镜像中启用调试打印
  • --show-dockerfile：显示默认 Dockerfile
  • --legacy：使用 "docker build" 而不是 buildx（不支持 assets 标志）（默认：false）
  • --external-bundle：不将容器镜像嵌入到 Wasm 镜像中，而是在运行时挂载
  • --help, -h：显示帮助
  • --version, -v：打印版本

WASM 镜像的运行时标志

你可以为生成的 wasm 镜像指定运行时标志，以配置执行（例如，更改在容器中运行的命令）。

用法：out.wasm [选项] [命令] [参数...]

  • [命令] [参数...]：在容器中运行的命令。（默认：镜像配置中指定的命令）

选项

  • -entrypoint <命令>：入口点命令。（默认：镜像配置中指定的入口点）
  • -no-stdin：禁用标准输入。（默认：false）

示例：

以下命令将容器的入口点更改为 echo 并将 hello 传递给参数。

wasmtime -- /app/out.wasm --entrypoint=echo hello

目录映射

从主机映射的目录在容器中可访问。

$ mkdir -p /tmp/share/ && echo hi > /tmp/share/hi
$ wasmtime --mapdir /test/dir/share::/tmp/share /app/out.wasm ls /test/dir/share/
hi

动机

尽管越来越多的编程语言开始支持 WASM，但在 WASM 上运行现有程序并不容易。 这有时需要重新实现和重新编译它们，并会增加额外的开发时间。 这是一个概念验证转换器，试图通过在 WASM 上运行未经修改的容器来解决这个问题。

工作原理

container2wasm 创建一个在模拟 CPU 上运行容器和 Linux 内核的 WASM 镜像。

以下是技术细节：

  • 构建器：BuildKit 运行 Dockerfile 中编写的转换步骤。
  • 模拟器：Bochs 在 WASM 上模拟 x86_64 CPU。TinyEMU 在 WASM 上模拟 RISC-V CPU。它们使用 wasi-sdk（用于 WASI 和浏览器上）和 emscripten（用于浏览器上）编译为 WASM。
  • 客户操作系统：Linux 在模拟 CPU 上运行。runc 启动容器。非 x86 和非 RISC-V 容器通过 tonistiigi/binfmt 安装的 QEMU 进行额外的模拟运行。
  • 目录映射：WASI 文件系统 API 使主机目录对模拟器可见。模拟器通过 virtio-9p 将它们挂载到客户 Linux。
  • 打包：wasi-vfs（用于 WASI 和浏览器上）和 emscripten（用于浏览器上）用于打包依赖项。在构建过程中使用 wizer 预启动内核，以最小化启动延迟（目前仅适用于 WASI）。
  • 网络：浏览器的 Fetch API 或 WebSocket 用于浏览器上的镜像。WASI 使用 sock_* API。gvisor-tap-vsock 可用作网络栈。（文档：./examples/networking/）
  • 安全性：转换后的容器在沙盒化的 WASM (WASI) 虚拟机中运行，对主机系统的访问受限。

WASI 运行时集成状态

  • :heavy_check_mark: : 支持

  • :construction: : 进行中

  • 注意：此处未列出的 WASI 功能未经测试（未来版本将支持更多功能）

x86_64 容器

运行时标准输入输出映射目录网络注意
wasmtime:heavy_check_mark::heavy_check_mark::heavy_check_mark: (使用主机端网络栈)
wamr(wasm-micro-runtime):heavy_check_mark::heavy_check_mark::construction:
wazero:heavy_check_mark::heavy_check_mark::heavy_check_mark: (使用主机端网络栈
wasmer:construction: (不支持标准输入):heavy_check_mark::construction:非阻塞标准输入似乎不工作
wasmedge:construction: (不支持标准输入):heavy_check_mark::construction:非阻塞标准输入似乎不工作

RISC-V 和其他架构的容器

运行时标准输入输出映射目录网络注意
wasmtime:heavy_check_mark::heavy_check_mark::heavy_check_mark: (使用主机端网络栈)
wamr(wasm-micro-runtime):heavy_check_mark::heavy_check_mark::construction:
wazero:heavy_check_mark::heavy_check_mark::heavy_check_mark: (使用主机端网络栈)
wasmer:construction: (不支持标准输入):heavy_check_mark::construction:非阻塞标准输入似乎不工作
wasmedge:construction: (不支持标准输入):heavy_check_mark::construction:非阻塞标准输入似乎不工作

类似项目

有几个容器运行时支持运行 WASM 应用程序，但它们不在 WASM 上运行容器。

有一些模拟器支持在 WASM 上运行 Linux，但它们不支持 WASI。

一些 WASM API 规范为应用程序提供了访问主机系统的能力。 需要重新编译（可能需要重新实现）应用程序。

其他资源

致谢

相关项目
项目侧边栏1项目侧边栏2
推荐项目
Project Cover

豆包MarsCode

豆包 MarsCode 是一款革命性的编程助手，通过AI技术提供代码补全、单测生成、代码解释和智能问答等功能，支持100+编程语言，与主流编辑器无缝集成，显著提升开发效率和代码质量。

Project Cover

AI写歌

Suno AI是一个革命性的AI音乐创作平台，能在短短30秒内帮助用户创作出一首完整的歌曲。无论是寻找创作灵感还是需要快速制作音乐，Suno AI都是音乐爱好者和专业人士的理想选择。

Project Cover

白日梦AI

白日梦AI提供专注于AI视频生成的多样化功能，包括文生视频、动态画面和形象生成等，帮助用户快速上手，创造专业级内容。

Project Cover

有言AI

有言平台提供一站式AIGC视频创作解决方案，通过智能技术简化视频制作流程。无论是企业宣传还是个人分享，有言都能帮助用户快速、轻松地制作出专业级别的视频内容。

Project Cover

Kimi

Kimi AI助手提供多语言对话支持，能够阅读和理解用户上传的文件内容，解析网页信息，并结合搜索结果为用户提供详尽的答案。无论是日常咨询还是专业问题，Kimi都能以友好、专业的方式提供帮助。

Project Cover

讯飞绘镜

讯飞绘镜是一个支持从创意到完整视频创作的智能平台，用户可以快速生成视频素材并创作独特的音乐视频和故事。平台提供多样化的主题和精选作品，帮助用户探索创意灵感。

Project Cover

讯飞文书

讯飞文书依托讯飞星火大模型，为文书写作者提供从素材筹备到稿件撰写及审稿的全程支持。通过录音智记和以稿写稿等功能，满足事务性工作的高频需求，帮助撰稿人节省精力，提高效率，优化工作与生活。

Project Cover

阿里绘蛙

绘蛙是阿里巴巴集团推出的革命性AI电商营销平台。利用尖端人工智能技术，为商家提供一键生成商品图和营销文案的服务，显著提升内容创作效率和营销效果。适用于淘宝、天猫等电商平台，让商品第一时间被种草。

Project Cover

AIWritePaper论文写作

AIWritePaper论文写作是一站式AI论文写作辅助工具，简化了选题、文献检索至论文撰写的整个过程。通过简单设定，平台可快速生成高质量论文大纲和全文，配合图表、参考文献等一应俱全，同时提供开题报告和答辩PPT等增值服务，保障数据安全，有效提升写作效率和论文质量。

使用协议隐私政策广告服务
投诉举报邮箱: service@vectorlightyear.com
@2024 懂AI·鲁ICP备2024100362号-6·鲁公网安备37021002001498号