Podman in Action

《Podman in Action》是由Red Hat的高级杰出工程师Daniel Walsh撰写的一本关于Podman容器管理器的权威指南。本书详细介绍了Podman的各个方面，包括其基础、高级功能、安全性以及在实际生产环境中的应用。Podman是一个无守护进程的容器引擎，旨在提供更灵活、更安全的方式来管理和运行容器。

本书分为四个主要部分：基础、高级主题、容器安全性和附录。基础部分介绍了Podman的基本概念、命令行界面、卷的使用以及Pod的概念。高级主题部分深入探讨了Podman与systemd的集成、Kubernetes的兼容性、Podman作为服务的使用，以及如何在边缘设备上运行容器化应用程序。容器安全性部分详细讲解了Podman如何利用Linux内核的安全特性来隔离和保护容器，包括SELinux、seccomp、Linux能力、文件系统隔离等。附录部分提供了关于OCI运行时、Podman的安装、Podman开源社区以及如何贡献代码的额外信息。

通过本书，读者将能够全面了解Podman的功能和优势，学会如何使用Podman来构建、管理和运行容器化应用程序，以及如何在生产环境中部署和维护Podman容器。此外，本书还提供了大量实用的示例和详细的解释，帮助读者更好地理解和掌握Podman的使用。

第一章：基础

要点：

  1. Podman简介：

    • Podman是一个无守护进程的容器引擎，用于在Linux系统上开发、管理和运行OCI容器。
    • Podman与Docker共享相同的命令行界面，但支持更多的功能，如无守护进程模式、systemd集成、用户命名空间支持等。

  2. Podman与Docker的比较：

    • Podman支持所有OCI和Docker镜像，并可以从容器注册表（如quay.io和docker.io）中拉取和运行容器镜像。
    • Podman使用fork/exec模型来启动容器，而Docker则使用守护进程模型。
    • Podman完全支持用户命名空间，允许用户以非特权用户身份运行容器。

  3. Podman的基本用法：

    • 使用podman run命令来启动容器，podman ps命令来列出正在运行的容器，podman stop命令来停止容器，以及podman rm命令来删除容器。
    • Podman还支持从容器创建镜像（使用podman commit命令）和将镜像推送到容器注册表（使用podman push命令）。

摘要： 本章介绍了Podman的基本概念、与Docker的比较以及Podman的基本用法。读者将了解Podman作为一个无守护进程的容器引擎的优势，以及如何使用Podman来启动、停止、删除容器和从容器创建镜像。

第二章：命令行界面

要点：

  1. Podman命令行基础：

    • Podman的命令行界面与Docker非常相似，使得Docker用户能够轻松过渡到Podman。
    • Podman命令分为容器命令、镜像命令、卷命令、Pod命令和系统命令等几大类。

  2. 容器的生命周期管理：

    • 使用podman create命令来创建一个容器但不启动它，使用podman start命令来启动已创建的容器。
    • 可以使用podman attach命令连接到正在运行的容器的终端，使用podman exec命令在正在运行的容器中执行命令。

  3. 镜像管理：

    • 使用podman images命令来列出本地镜像，使用podman image inspect命令来查看镜像的详细信息。
    • 可以使用podman tag命令为镜像添加标签，使用podman push命令将镜像推送到远程容器注册表。

摘要： 本章详细介绍了Podman的命令行界面，包括容器的生命周期管理、镜像管理等方面。读者将学会如何使用Podman命令行来创建、启动、停止、删除容器，以及查看和管理本地和远程镜像。

第三章：卷

要点：

  1. 卷的概念：

    • 卷是一种用于在容器和主机系统之间共享数据的机制，可以持久化存储数据并避免数据丢失。
    • Podman支持多种类型的卷，包括命名卷、绑定挂载卷和临时卷。

  2. 使用命名卷：

    • 命名卷是Podman管理的一种特殊类型的卷，可以在多个容器之间共享。
    • 使用podman volume create命令来创建命名卷，使用podman volume inspect命令来查看卷的详细信息。

  3. 绑定挂载卷：

    • 绑定挂载卷允许将主机系统上的目录或文件挂载到容器中。
    • 使用--volume或-v选项来指定绑定挂载卷，例如podman run -v /host/path:/container/path image。

摘要： 本章介绍了Podman中的卷机制，包括卷的概念、命名卷和绑定挂载卷的使用。读者将学会如何使用卷来在容器和主机系统之间共享数据，并实现数据的持久化存储。

第四章：Pods

要点：

  1. Pods的概念：

    • Pod是Kubernetes中的一个概念，用于将一组紧密相关的容器组合在一起，共享相同的网络和存储资源。
    • Podman也支持Pods的概念，允许用户将多个容器组合在一起进行管理。

  2. 创建和管理Pods：

    • 使用podman pod create命令来创建一个Pod，使用podman pod start命令来启动Pod中的容器。
    • 可以使用podman pod ps命令来列出正在运行的Pods，使用podman pod rm命令来删除Pods。

  3. 在Pod中运行容器：

    • 可以在已创建的Pod中运行新的容器，使用podman create --pod podname image命令来指定Pod。
    • Pod中的所有容器共享相同的网络和存储资源，可以相互通信和共享数据。

摘要： 本章介绍了Podman中的Pods概念，包括Pods的创建、管理和在Pod中运行容器的方法。读者将学会如何使用Pods来将多个紧密相关的容器组合在一起进行管理，并实现容器之间的通信和数据共享。

第五章：定制化和配置文件

要点：

  1. Podman的配置文件：

    • Podman使用多个配置文件来管理其行为和默认设置，包括storage.conf、registries.conf和containers.conf等。
    • 这些配置文件允许用户根据自己的需求来自定义Podman的行为和默认设置。

  2. 存储配置：

    • storage.conf文件用于配置容器存储的位置和驱动程序等。
    • 用户可以根据需要更改存储位置或选择不同的存储驱动程序（如overlay、devicemapper等）。

  3. 注册表配置：

    • registries.conf文件用于配置容器镜像注册表的搜索顺序和访问权限等。
    • 用户可以添加自定义的注册表地址和访问凭据，以便Podman能够拉取和推送镜像到这些注册表。

摘要： 本章介绍了Podman的配置文件和定制化选项，包括存储配置、注册表配置等方面。读者将学会如何根据自己的需求来自定义Podman的行为和默认设置，以便更好地满足生产环境的需求。

第六章：无根容器

要点：

  1. 无根容器的概念：

    • 无根容器是一种允许用户以非特权用户身份运行容器的机制，提高了容器的安全性。
    • Podman支持无根容器的运行，允许用户在不需要超级用户权限的情况下管理容器。

  2. 无根容器的工作原理：

    • 无根容器通过用户命名空间来隔离容器进程与主机系统进程之间的用户ID和组ID。
    • Podman还利用mount命名空间来隔离容器文件系统与主机系统文件系统之间的挂载点。

  3. 运行无根容器：

    • 用户需要在主机系统上配置/etc/subuid和/etc/subgid文件，以便为无根容器分配用户ID和组ID。
    • 使用--userns=keep-id选项来运行无根容器，保持容器内的用户ID和组ID与主机系统一致。

摘要： 本章详细介绍了无根容器的概念、工作原理和运行方法。读者将学会如何使用Podman来运行无根容器，并提高容器的安全性。无根容器通过用户命名空间和mount命名空间来隔离容器进程和文件系统，允许用户以非特权用户身份运行容器。

第七章：与systemd的集成

要点：

  1. systemd的概念：

    • systemd是一个系统和服务管理器，用于初始化系统、启动服务和管理守护进程等。
    • Podman可以与systemd进行集成，以便在系统启动时自动启动容器化服务。

  2. 在容器中运行systemd：

    • Podman支持在容器中运行systemd作为PID 1进程，以便管理容器内的其他服务和进程。
    • 用户需要确保容器镜像中包含systemd二进制文件和必要的配置文件。

  3. 使用systemd单元文件：

    • 用户可以创建systemd单元文件来定义容器化服务的启动、停止和重启行为。
    • 使用podman generate systemd命令可以自动生成systemd单元文件，方便用户进行部署和管理。

摘要： 本章介绍了Podman与systemd的集成方法，包括在容器中运行systemd、使用systemd单元文件等方面。读者将学会如何利用systemd来管理Podman容器化服务的生命周期，并在系统启动时自动启动这些服务。

第八章：与Kubernetes的兼容性

要点：

  1. Kubernetes的概念：

    • Kubernetes是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。
    • Podman与Kubernetes具有良好的兼容性，可以方便地将容器化应用程序部署到Kubernetes集群中。

  2. 生成Kubernetes YAML文件：

    • 使用podman generate kube命令可以将Podman容器和Pods转换为Kubernetes YAML文件。
    • 这些YAML文件可以直接用于Kubernetes集群中部署容器化应用程序。

  3. 在Kubernetes中运行Podman：

    • 虽然Podman不是Kubernetes的默认容器运行时，但用户仍然可以在Kubernetes集群中运行Podman容器。
    • 这需要一些额外的配置和步骤，但Podman提供的工具可以大大简化这个过程。

摘要： 本章介绍了Podman与Kubernetes的兼容性以及如何在Kubernetes集群中部署Podman容器化应用程序。读者将学会如何使用podman generate kube命令来生成Kubernetes YAML文件，并了解在Kubernetes中运行Podman容器的配置和步骤。

第九章：Podman作为服务

要点：

  1. Podman服务的概念：

    • Podman服务允许远程客户端通过REST API与Podman进行交互，而无需在本地运行Podman命令。
    • 这使得Podman可以轻松地集成到现有的CI/CD系统、GUI工具和远程管理系统中。

  2. 使用Python库与Podman服务交互：

    • Podman提供了docker-py和podman-py等Python库，允许用户使用Python脚本来与Podman服务进行交互。
    • 这些库支持Podman的所有API端点，并提供了丰富的功能和灵活性。

  3. 远程管理Podman容器：

    • 使用podman --remote命令可以远程管理运行在不同机器上的Podman容器。
    • 用户需要配置SSH连接以便在远程机器上执行Podman命令。

摘要： 本章介绍了Podman服务的概念以及如何使用Python库和远程命令来与Podman服务进行交互。读者将学会如何在远程机器上管理Podman容器，并利用Podman服务来集成到现有的CI/CD系统、GUI工具和远程管理系统中。

第十章：容器安全性

要点：

  1. 容器隔离机制：

    • Podman利用Linux内核的命名空间、cgroups、SELinux和seccomp等机制来隔离和保护容器。
    • 这些机制共同作用，确保容器进程无法访问或修改主机系统的敏感数据和资源。

  2. SELinux和seccomp：

    • SELinux是一种强制访问控制机制，用于限制容器进程对主机系统资源的访问。
    • seccomp是一种内核机制，用于限制容器进程可以执行的系统调用，提高容器的安全性。

  3. 容器镜像的安全性：

    • 用户需要确保从可信的容器镜像注册表中拉取镜像，并避免使用不受信任的镜像。
    • Podman提供了镜像信任和扫描功能，帮助用户确保容器镜像的安全性。

摘要： 本章详细介绍了Podman如何利用Linux内核的安全特性来隔离和保护容器。读者将学会如何配置和使用SELinux、seccomp等机制来提高容器的安全性，并了解如何确保容器镜像的安全性。

第十一章：其他安全考虑

要点：

  1. 访问docker.sock的风险：

    • 允许非特权用户访问docker.sock文件可能会带来安全风险，因为这将允许用户以root身份运行容器。
    • Podman避免了这个问题，因为它不需要docker.sock文件来运行容器。

  2. 审计和日志记录：

    • Podman支持审计和日志记录功能，可以帮助用户监控容器进程的行为并检测潜在的安全威胁。
    • 用户可以配置Podman以将日志记录到不同的输出（如文件、syslog等），并根据需要进行过滤和分析。

  3. 秘密管理：

    • Podman提供了秘密管理功能，允许用户将敏感信息（如数据库密码、API密钥等）安全地传递给容器进程。
    • 这可以防止敏感信息被泄露到容器镜像中，并提高应用程序的安全性。

摘要： 本章介绍了使用Podman时需要注意的其他安全考虑事项，包括访问docker.sock的风险、审计和日志记录以及秘密管理等方面。读者将学会如何配置和使用这些功能来提高应用程序的安全性，并保护敏感信息不被泄露。

附录A：与Podman相关的容器工具

要点：

  1. Skopeo：

    • Skopeo是一个命令行工具，用于检查、签名和复制容器镜像。
    • 它支持多种容器镜像格式和传输协议，并可以与Podman无缝集成。

  2. Buildah：

    • Buildah是一个命令行工具，用于构建容器镜像。
    • 它提供了一个无守护进程的构建环境，允许用户以非特权用户身份构建容器镜像。

  3. CRI-O：

    • CRI-O是一个符合Kubernetes CRI（容器运行时接口）的容器运行时。
    • 它可以与Kubernetes集群集成，并提供与Podman相似的功能和性能。

摘要： 附录A介绍了与Podman相关的容器工具，包括Skopeo、Buildah和CRI-O等。这些工具提供了丰富的功能和灵活性，可以帮助用户更好地管理和使用容器镜像。读者将了解这些工具的基本用法和优势，并学会如何将它们与Podman集成使用。

附录B：OCI运行时

要点：

  1. OCI运行时的概念：

    • OCI（开放容器倡议）运行时是一种用于运行容器镜像的标准化机制。
    • Podman支持多种OCI运行时（如runc、crun等），允许用户根据自己的需求选择合适的运行时。

  2. runc和crun：

    • runc是Docker默认使用的OCI运行时，提供了稳定和可靠的性能。
    • crun是Podman默认使用的OCI运行时之一，提供了更快的启动速度和更好的性能。

  3. Kata和gVisor：

    • Kata是一个基于虚拟机技术的OCI运行时，提供了更高的隔离性和安全性。
    • gVisor是一个用户空间运行时，用于在不受信任的环境中运行容器镜像。

摘要： 附录B介绍了OCI运行时的概念以及Podman支持的多种OCI运行时。读者将了解这些运行时的基本特性和优势，并学会如何根据自己的需求选择合适的运行时来运行容器镜像。

附录C：获取Podman

要点：

  1. 在不同操作系统上安装Podman：

    • Podman可以在多种操作系统上安装和使用，包括Linux、macOS和Windows等。
    • 用户需要根据自己的操作系统选择合适的安装方法和步骤。

  2. 使用Podman Machine：

    • Podman Machine是一个命令行工具，用于在macOS和Windows上创建和管理Linux虚拟机。
    • 它允许用户在这些操作系统上运行Podman命令并管理容器化应用程序。

  3. 从源代码构建Podman：

    • 用户还可以从源代码构建Podman，以便获得最新的功能和修复。
    • 这需要一些额外的配置和步骤，但Podman提供了详细的构建指南和文档来帮助用户完成这个过程。

摘要： 附录C介绍了如何在不同操作系统上获取和安装Podman，包括使用Podman Machine在macOS和Windows上创建和管理Linux虚拟机的方法。读者将学会如何根据自己的操作系统选择合适的安装方法和步骤，并从源代码构建Podman以获得最新的功能和修复。

附录D：贡献到Podman

要点：

  1. 加入Podman社区：

    • Podman拥有一个活跃的开源社区，欢迎所有用户和开发者的参与和贡献。
    • 用户可以通过加入邮件列表、参与讨论和提交代码等方式来贡献自己的力量。

  2. 报告问题和提交补丁：

    • 如果用户在使用Podman时遇到任何问题或发现任何漏洞，请及时向社区报告并提交补丁。
    • 社区将积极处理这些问题和漏洞，并为用户提供支持和帮助。

  3. 参与文档和翻译工作：

    • 用户还可以参与Podman的文档和翻译工作，帮助完善Podman的文档和支持更多的语言。
    • 这将有助于提高Podman的易用性和可访问性，并吸引更多的用户和使用者。

摘要： 附录D介绍了如何贡献到Podman开源社区，包括加入邮件列表、报告问题和提交补丁、参与文档和翻译工作等方面。读者将了解如何为Podman社区做出贡献，并学会如何与其他开发者合作来改进和完善Podman的功能和性能。

容器化