RedHat9 | podman容器-續集

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一、管理容器存儲和網絡資源

使用容器來運行簡單的進程，然后退出。可以配置容連續運行特定服務，如數據庫服務。如果持續運行服務，需要向容器添加更多的資源，如持久存儲或對其他網絡的訪問權限。

  • 針對企業容器平臺上的大型部署：使用復雜的存儲解決方案為容器提供存儲，而無需了解底層架構。
  • 針對單個容器主機的小型部署：通過在運行的容器上創建要掛載的目錄，從容器主機創建持久存儲。

當Web服務器或數據庫服務器等容器需要為外部客戶端提供服務時，需要客戶端設置通信通道，以訪問容器的內容。可以通過配置端口映射，以啟用與容器的通信。通過端口映射，將容器主機上的端口球球轉發到容器內的端口。

容器的環境變量

容器鏡像允許在創建時傳遞環境變量以自定義容器。可以使用環境變量為容器設置相關參數，根據自己的環境進行定制，無需創建自己的自定義鏡像。通常不會修改容器鏡像，因為這會在鏡像中添加層，使其更加難以維護。

當一個容器需要在創建時指定變量，直接創建容器時會啟動失敗

查看容器鏡像，可以發現存在一個mariadb-105鏡像

podman search registry.lab.example.com/

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直接創建并運行容器，因為該鏡像不在本地，podman會先下載鏡像然后才創建容器

podman run -d --name db01 registry.lab.example.com/

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查看容器db01的狀態，可以看到狀態為Exited

podman ps -a

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查看容器的日志

podman logs db01
podman container logs db01
  • MYSQL_USER：要創建的MySQL賬戶的用戶名
  • MYSQL_PASSEORD：用戶賬戶的密碼
  • MYSQL_DATABASE：數據庫名稱
  • MYSQL_ROOT_PASSWORD：root管理員密碼

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先刪除剛剛創建的容器

podman rm -f db01

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重新創建容器并傳遞環境變量

podman run -d --name db01 -e MYSQL_USER=user -e MYSQL_PASSWORD=redhat -e MYSQL_DATABASE=db1 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=redhat@123 registry.lab.example.com/rhel8/mariadb-105

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二、容器持久存儲

在默認情況下，運行容器時，存儲的所有內容都基于容器的鏡像。容器鏡像的壽命比較短，用戶或應用寫入的所有的新數據都會在移除容器后丟失。如果要持久保存數據，通過將容器中的主機系統內容與–volume（-v）選項搭配使用。在容器中使用此卷類型時，必須考慮文件系統級別的權限。

在Mariadb容器鏡像中，mysql用戶必須擁有/var/lib/mysql目錄，等同于Mariadb數據庫在主機上運行。掛載到容器中的目錄必須具有mysql作為用戶或組所有者。如果以root運行容器，則主機上的UID和GID與容器內的UID和GID匹配。意思是，如果要將主機中的目錄掛載到容器中，盡量保證內外的屬主和屬組一致。在Mariadb數據庫中，數據的存儲目錄為/var/lib/mysql。

1、容器存儲的SELinux上下文

如果要在本機上存儲容器數據， 則必須要給主機文件夾設置安全上下文（container_file_t），然后才能將該目錄作為持久存儲掛載到容器中。如果主機目錄沒有設置安全上下文，則容器無法訪問該目錄。通過在-v選項中附加Z參數，可以自動設置SELinux上下文。
一共有兩種參數，分別是:Z和:z

  • :Z：選項用于將指定的安全上下文設置為掛載點或文件的值。當使用:Z時，Podman會更改掛載點或文件的安全上下文，以確保容器可以訪問指定的主機文件系統路徑，并具有正確的SELinux權限。會將文件或目錄安全上下文更改為container_file_t
  • :z：這個選項用于將當前SELinux安全上下文傳播給容器中的掛載點或文件。當使用:z時，Podman會將主機上的安全上下文直接傳播到容器中的掛載點或文件，以確保容器內的進程具有與宿主機相同的安全上下文。

使用:Z實際上是指定了:z選項的默認值（container_file_t），將默認的SELinux安全上下文應用于掛載點或文件。

在大多數情況下，如果你只是想讓容器能夠訪問主機上的目錄或文件，并且不關心具體的安全上下文，那么使用:Z是一個簡單而安全的選擇。如果你需要更精細地控制安全上下文，或者需要確保容器內的進程具有與主機具有相同的安全上下文，那么可以使用:z選項。

2、用戶命名空間的UID映射

podman unshare cat /proc/self/uid_map    	# 獲取用戶命名空間的UID映射
podman unshare cat /proc/self/gid_map    	# 獲取用戶命名空間的GID映射

可以看到，容器中的root用戶（UID=GID=0）映射到主機計算機上的用戶為（UID=GID=1000）；容器中的UID=GID=1映射到主機計算機上為（UID=GID=100000）。

  • UID換算規則：容器的UID+99999
  • GID換算規則：容器的GID+99999

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3、分配端口映射到容器

要提供對容器的網絡訪問權限，客戶端必須連接到容器主機上的端口，這些端口將網絡流量傳遞到容器中的端口。將容器主機上的網絡端口映射到容器中的端口時，容器將接收發送到主機網絡端口的網絡流量。

4、容器中的網絡配置

Podman4.0中支持兩種容器網絡后端，分別是Netavark和CNI。在RedHat9中，系統默認使用Netavark。

podman info --format {{.Host.NetworkBackend}}

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創建容器網絡

podman network create --gateway 192.168.10.254 --subnet 192.168.10.0/24 db_net
  • podman network create：創建網絡
  • –gateway 192.168.10.254：指定網關
  • –subnet 192.168.10.0/24：指定網段
  • db_net：網絡名稱

列出容器網絡

podman network ls

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查看容器網絡的詳細信息

podman network inspect podman

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容器持久化存儲的步驟

  1. 主機建立目錄
  2. 給主機目錄設置UID和GID
  3. 創建虛擬網絡
  4. 新建容器，指定容器的掛載目錄和映射端口，自動調整主機目錄的SELinux安全上下文
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先刪除當前存在的所有容器

podman rm -f -a

先在本機新建存儲目錄

如果想要容器可以訪問主機的目錄，則首先需要容器中的用戶具備對主機目錄的訪問權限

mkdir /home/student/mysql_db

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先臨時創建一個Mariadb數據庫容器

podman run -d --name db01 -e MYSQL_USER=user -e MYSQL_PASSWORD=redhat -e MYSQL_DATABASE=db -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=redhat@123 registry.lab.example.com/rhel8/mariadb-105

查看容器密碼文件中的mysql用戶的UID和GID，得出UID和GID都為27

podman exec -it db01 grep mysql /etc/passwd

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查看容器中Mariadb服務的監聽端口號

podman exec -it db01 ss -tlnp

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給主機目錄設置屬組和屬主

podman unshare chown 27:27 /home/student/mysql_db

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創建Mariadb容器的參考語句可以借鑒容器介紹中的usage字段

skopeo inspect docker://registry.lab.example.com/rhel8/mariadb-105 | grep usage

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新建容器，指定容器的掛載目錄和映射端口，自動調整主機目錄的SELinux安全上下文

podman run -d --name db02 -e MYSQL_USER=user -e MYSQL_PASSWORD=redhat -e MYSQL_DATABASE=db -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=redhat@123 -v /home/student/mysql_db:/var/lib/mysql:Z -p 13306:3306 registry.lab.example.com/rhel8/mariadb-105
  • -v /home/student/mysql_db:/var/lib/mysql:Z
    • -v：掛載目錄
    • /home/student/mysql_db：主機的目錄
    • /var/lib/mysql：容器中的目錄
    • :Z：自動為主機目錄添加安全上下文
    • -p 13306:3306：將主機的13306端口映射到容器中的3306端口
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查看主機掛載目錄的安全上下文

ll -dZ /home/student/mysql_db

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查看容器的端口映射關系

podman port -a

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調整防火墻規則

sudo firewall-cmd --add-port=13306/tcp --permanent
sudo firewall-cmd --reload
sudo firewall-cmd --list-all

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使用本地主機測試訪問容器數據庫服務

sudo dnf install mariadb -y		# 安裝Mariadb軟件
mysql -u user -predhat -h 127.0.0.1 -P 13306
  • mysql：登錄數據庫
  • -u user：指定登錄用戶名
  • -predhat：指定密碼
  • -h localhost：指定登錄主機
  • -P 13306：指定登錄端口號
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使用異地主機遠程訪問容器數據庫服務

sudo dnf install -y mariadb
mysql -u user -predhat -h 172.25.250.10 -P 13306

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三、作為系統服務來管理容器

將容器配置為systemd服務，并將容器服務配置為在系統啟動時自動啟動。如果希望可以無限期運行服務的容器，如Web服務器或數據庫，特權用戶通常將這些服務配置為在系統啟動時運行，使用systemctl命令進行管理。作為普通用戶，可以通過創建systemd單元來配置Rootless容器。通過此配置，可以通過systemctl命令將容器作為常規系統服務進行管理。基于systemd單元管理容器主要用于不需要擴展的基本和小型部署。如果存在的容器過多和服務更加復雜，則可以使用Kubernetes的企業編排平臺。

systemd服務分類

  • 普通用戶使用systemctl命令來啟動服務，服務會在打開會話時啟動，在關閉最后一個會話時間停止。
  • 系統服務則會在系統啟動時啟動，在系統關閉時停止。

首先需要在用戶家目錄下創建單元文件目錄，然后進入目錄

mkdir -p ~/.config/systemd/user/
cd ~/.config/systemd/user/

使用podman generate systemd生成單元文件

podman generate systemd -n ConName -f
  • podman generate systemd：生成單元文件
  • -n ConName：容器名
  • -f：生成文件

使用普通用戶來生成單元文件，如果用戶從系統注銷，systemd服務會在特定時間后停止容器。因為systemd服務單元是使用.user選項創建的，在用戶登錄時啟動服務，并在用戶注銷時停止服務。可以通過運行loginctl enable-linger命令來更改此默認行為并強制已啟用的服務在服務器啟動時啟動，并在服務器關閉時停止。

創建一個redhat9容器

podman run -d --name redhat9_con registry.lab.example.com/ubi9-beta/ubi:latest

進入用戶家目錄，創建容器服務

cd ~/.config/systemd/user
podman generate systemd -n redhat9_con -f

更改默認行為，為所配置服務的用戶注銷后服務保留

loginctl enable-linger
loginctl show-user student		# 驗證命令是否配置成功

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驗證：注銷當前student用戶，再次使用student用戶登陸，可以看到redhat9_con容器狀態依舊是Up（我們沒有將該容器你設置為開機自啟）
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四、臨時使用容器

如果只是臨時某個容器，在容器使用完就自動刪除，可以添加–rm選項

創建一個redhat9容器，查看完容器的版本號就刪除容器

podman run --rm registry.lab.example.com/ubi9-beta/ubi cat /etc/redhat-release

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五、綜合案例–Mariadb數據庫服務

案例說明

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1、登錄podman

登錄podman

podman login -u admin -p redhat321 registry.lab.example.com

驗證：查看podman登錄

podman login --get-login

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2、創建容器網絡

創建容器網絡

podman network create --subnet 192.168.10.0/24 --gateway 192.168.10.254 ConNet

驗證：查看容器網絡的詳細信息

podman network inspect ConNet

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3、創建Mariadb數據庫容器

主機上創建數據存儲目錄

mkdir /home/student/db_data
podman unshare chown 27:27 /home/student/db_data

驗證：查看主機目錄的權限

ll -d /home/student/db_data

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查找創建容器模板

podman inspect registry.lab.example.com/rhel8/mariadb-105 | grep usage

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創建數據庫容器

podman run -di --name mariadb_con --network ConNet -e MYSQL_USER=mike -e MYSQL_PASSWORD=redhat -e MYSQL_DATABASE=db1 -p 13307:3306 -v /home/student/db_data:/var/lib/mysql:Z registry.lab.example.com/rhel8/mariadb-105

驗證：-查看數據庫容器狀態

podman ps

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驗證：查看容器的網絡信息

podman exec -it mariadb_con ip add show eth0

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驗證：查看容器的詳細信息

podman inspect mariadb_con		# 查看Netwokrs字段內容

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4、創建RedHat9容器

先查看容器鏡像倉庫中的容器鏡像

podman search registry.lab.example.com/

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創建RedHat9容器

podman會先下載容器鏡像，然后才會創建容器，這里我們只需要容器具有倉庫文件的讀權限，而不需要有寫權限，所以無需修改SELinux安全上下文。

podman run -di --name redhat9_con --network ConNet -v /etc/yum.repos.d/:/etc/yum.repos.d/ registry.lab.example.com/ubi9-beta/ubi

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驗證：查看容器狀態

podman ps

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查找相關命令的來源包

dnf provides ping
dnf provides ip

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容器安裝相關包

podman exec -it redhat9_con dnf install -y iputils iproute

驗證：查看容器的網絡信息

podman exec -it redhat9_con ip add show eth0
podman exec -it redhat9_con ping 192.168.10.1 -c3

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驗證：測試DNS解析

podman exec -it redhat9_con ping mariadb_con -c3

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主機上調整防火墻策略

sudo firewall-cmd --add-port=13307/tcp --permanent
sudo firewall-cmd --reload

驗證：查看當前防火墻策略

sudo firewall-cmd --list-ports

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5、跨容器服務訪問

先在redhat9_con容器中安裝Mariadb服務

podman exec -it redhat9_con dnf install -y mariadb

在redhat9_con容器中訪問mariadb_con容器中的mariadb服務

podman exec -it redhat9_con /bin/bash		# 開啟偽終端
mysql -u mike -predhat -h 192.168.10.1

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6、給Mariadb容器添加多一個容器網絡

創建容器網絡

podman network create --subnet 192.168.20.0/24 --gateway 192.168.20.254 ConNet2

驗證：查看容器網絡的詳細信息

podman network inspect ConNet2

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為Mariadb容器添加網絡

podman network connect ConNet2 mariadb_con

驗證：查看容器的網絡信息

podman inspect mariadb_con

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六、綜合案例–Nginx數據庫服務

案例拓撲

先將本地所有的容器刪除

podman rm -f -a

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1、登錄podman

登錄podman

podman login registry.lab.example.com

驗證：查看登錄

podman login --get-login

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2、主機準備

創建主機的本地掛載目錄

mkdir -p /home/student/appdev-adm/nginx_web

在掛載目錄中添加索引頁

echo nginx_web_page > /home/student/appdev-adm/nginx_web/index.html

3、創建nginx容器

查看容器鏡像倉庫

podman search

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創建nginx容器并運行

需要在-v選項中指定:Z，為掛載目錄添加SELinux安全上下文，否則SELinux 會阻止容器訪問掛載的主機目錄

podman run -d --name nginx_con -v /home/student/appdev-adm/nginx_web/:/usr/share/nginx/html:Z -p 8080:80 registry.lab.example.com/library/nginx

驗證：查看容器狀態

podman ps

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驗證：本地訪問nginx_con容器中的nginx服務

curl localhost:8080

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4、容器即服務

**新建用戶systemd單元文件存儲目錄 **

mkdir -p ~/.config/systemd/user
cd ~/.config/systemd/user

創建容器單元文件

podman generate systemd -n nginx_con -f

驗證：查看當前目錄下生成的單元文件
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驗證：將容器暫停，然后通過systemctl啟動

podman stop nginx_con
systemctl --user start container.nginx_con.service		# --user：用戶級別啟動

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