# 用 Docker Compose 复现 SadServers 多日系统管理 CTF 挑战

> Docker Compose 构建 SadServers 式隔离环境，支持渐进谜题、自动化验证的系统运维 CTF 实践指南。

## 元数据
- 路径: /posts/2025/12/02/docker-compose-sadservers-sysadmin-ctf-challenges/
- 发布时间: 2025-12-02T00:12:41+08:00
- 分类: [systems-engineering](/categories/systems-engineering/)
- 站点: https://blog.hotdry.top

## 正文
SadServers 是一个在线平台，提供真实 Linux 服务器环境，用于 Linux 和 DevOps 故障排除的 CTF（Capture The Flag）挑战。用户通过浏览器 SSH 访问临时服务器，诊断问题如 Docker 容器启动失败、Nginx 配置错误或数据库复制中断。每个挑战有明确描述、测试命令和时限（如 15-30 分钟），成功后自动验证。

但在线平台受限于免费配额和网络，工程师希望本地复现这些挑战，用于面试准备、团队训练或多日渐进式学习。本文聚焦单一技术点：用 Docker Compose 创建可复现、多日系统管理 CTF 环境。Compose 通过 docker-compose.yml 定义多容器服务、网络、卷，实现隔离、可扩展谜题，支持自动化评分，模拟 SadServers 的“真实基础设施”实践。

## 为什么选择 Docker Compose？

传统 CTF 多为单机脚本或 VM 镜像，难以复现复杂 infra（如 Docker + systemd + web 服务）。Docker Compose 优势在于：

- **可复现性**：版本控制 yml 文件，一键 `docker compose up` 重建环境。参数化 volumes 和环境变量，支持分支演化谜题。
- **隔离性**：自定义网络（bridge/overlay），服务间通信受控，避免宿主机污染。每个挑战独立 project_name，避免容器冲突。
- **渐进式谜题**：多日挑战从简单（如容器不启动）到复杂（如 HAProxy 负载均衡 + Nginx），用 depends_on 控制启动顺序，volumes 持久故障状态。
- **自动化评分**：Compose 集成健康检查（healthcheck），或 agent 容器运行 check.sh 脚本，模拟 SadServers 的“Check My Solution”。
- **资源效率**：nano 实例模拟，limits/cpus/reservations 限 CPU/内存，防 OOM 或 CPU 垄断。

SadServers 场景如“Salta”（Docker 容器不启动）、“Tarifa”（docker-compose.yml 中 HAProxy + 双 Nginx 负载不均）完美契合 Compose。

## 最小化示例：复现“Salta”挑战

SadServers “Salta”：Node.js app 在 /home/admin/app，无法 docker run 暴露 :8888，返回“Hello World!”。

用 Compose 复现：

```yaml
version: '3.8'
services:
  app:
    build: ./app  # Dockerfile: FROM node:alpine, COPY ., CMD ["node", "server.js"]
    ports:
      - "8888:3000"
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:3000"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 3
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.5'
          memory: 128M
```

Dockerfile 示例（app/）：
```
FROM node:20-alpine
WORKDIR /app
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["node", "server.js"]  # server.js: http.createServer((req,res)=>res.end('Hello World!'))
```

故障注入：故意错 ports 或 build context。学员诊断 `docker compose logs app`，修复 yml 后 `up --build`，curl localhost:8888 验证。

评分：健康检查失败时重试，成功输出“Check passed”。

## 构建多日渐进挑战：Tarifa 示例扩展

SadServers “Tarifa”：docker-compose.yml 中 HAProxy (:5000) 前置双 Nginx，未负载均衡。

扩展为 3 日挑战：

**Day 1**：基础启动，Nginx 返回“hello from nginx_0/1”。
```yaml
services:
  haproxy:
    image: haproxy:2.8
    ports: ["5000:5000"]
    volumes: ['./haproxy.cfg:/usr/local/etc/haproxy/haproxy.cfg:ro']
    depends_on: [nginx0, nginx1]
  nginx0:
    image: nginx:alpine
    networks:
      - backend
  nginx1:
    image: nginx:alpine
    networks:
      - backend
networks:
  backend:
```

haproxy.cfg 故障：错 backend server 地址。学员修复 cfg，`compose up`，多次 curl :5000 见轮询。

**Day 2**：加卷持久日志，注入磁盘满（volume: ./logs:/var/log/nginx），诊断 df -h，清理或 quota。
```yaml
volumes:
  logs:
    driver: local
```

**Day 3**：网络隔离谜题，Nginx 只听 backend 网，HAProxy 服务器行错 IP。加 Prometheus 监控（服务发现）。

持久：named volumes 存故障状态，多日不丢（如数据库 WAL 未 sync）。

## 自动化评分与监控

SadServers 用 agent/check.sh 验证（如 curl 返回预期）。

Compose 中：

1. **专用 grader 服务**：
```yaml
  grader:
    image: alpine
    command: sh /check.sh
    volumes: ['./check.sh:/check.sh:ro']
    depends_on: [app]
```

check.sh：
```bash
#!/bin/sh
if curl -f localhost:8888 | grep -q "Hello World!"; then
  echo "✓ Solved!"
else
  echo "✗ Failed"
  exit 1
fi
```

`docker compose run --rm grader` 评分。

2. **参数化**：.env 文件设 DIFFICULTY=hard，动态故障（如 redis 密码错）。
3. **监控**：Prometheus + Grafana 服务，暴露 /metrics，学员诊断 scrape 失败（SadServers “Warsaw”）。

阈值：deploy.resources 限资源，防滥用。

## 最佳实践与清单

- **安全性**：network_mode: "none" 隔离，read-only volumes，user: 1000:1000 非 root。
- **回滚**：`compose down -v` 清卷，git 版本 yml。
- **多日参数**：
  | 参数 | 值 | 作用 |
  |------|----|------|
  | COMPOSE_PROJECT_NAME | ctf-day${DAY} | 隔离项目 |
  | PUID/PGID | 1000:1000 | 用户映射 |
  | DEBUG | true | 日志 verbosity |
- **扩展**：Kubernetes Playground（SadServers 支持），Compose 到 k8s yaml 转换。
- **风险**：卷泄露敏感数据，用 tmpfs 内存卷；CPU 限防 DoS。

示例仓库：假设 GitHub sadservers-compose-ctf。

来源：
- SadServers: https://sadservers.com/scenarios (2025-12-01 访问，Tarifa 等 Docker 挑战)。
- Docker Compose 文档: https://docs.docker.com/compose/。

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