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什么是 Podman?

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Podman(全称 POD 管理器)是一款用于在 Linux® 系统上开发、管理和运行容器的开源工具。Podman 最初由红帽® 工程师联合开源社区一同开发,它可利用 lipod 库来管理整个容器生态系统。 

Podman 采用无守护进程的包容性架构,因此可以更安全、更简单地进行容器管理,再加上 Buildah 和 Skopeo 等与之配套的工具和功能,开发人员能够按照自身需求来量身定制容器环境。 

容器集是一组在一起运行并共享相同资源的容器,与 Kubernetes 容器集类似。Podman 通过简单命令行接口(CLI)和 libpod 库来管理容器集,libpod 库提供用于管理容器、容器集、容器镜像和卷的 API。Podman 的 CLI 创建并支持开放容器计划(OCI)容器,这种容器旨在满足容器运行时和格式的业界标准,但其相辅相成的 Buildah 项目可以提供更加先进的构建功能。用户可以在不同的 Linux 发行版本上运行 Podman,如红帽企业 LinuxFedoraCentOsUbuntu。 

每个容器集都由一个基础架构容器和任意数量的普通容器构成。基础架构容器负责保障容器集正常运行并维护(用来将容器与主机隔离开的)用户命名空间。其他容器各自都有一个监控器,来跟踪自己的进程并提防死亡容器(不再正常有作用的容器,但由于其资源仍在被使用而无法从环境中删除)。

Podman 与其他容器引擎的区别在于它没有守护进程。守护进程是在系统后台运行的进程,可在无用户接口的情况下完成运行容器的繁重工作。我们可以把守护进程看作在用户和容器本身之间通信的中介。 

尽管守护进程有助于容器环境的管理,但它们也可能会带来安全漏洞。许多守护进程使用根特权来运行。在 Linux 系统中,根帐户作为具有管理员访问权限(同时无需进行管理员验证)的超级用户,可以读取文件、安装程序、编辑应用和执行其他操作。如此一来,对于企图控制您的容器并渗透主机系统的黑客而言,守护进程就是他们的理想攻击目标。 

Podman 剔除了守护进程,允许普通用户无需与由根帐户所有的守护进程交互就能运行容器,或者允许使用无根容器。通过无根形式,用户无需使用具有管理员特权的进程,就能创建、运行和管理容器,不仅使容器环境变得更易访问,又可降低安全性风险。此外,Podman 使用安全增强型 Linux (SELinux)标签来启动各个容器,提高了管理员控制向容器进程提供哪些资源和功能的掌控力。

用户可以从命令行调用 Podman,以便从存储库拉取容器并运行它们。Podman 调用配置好的容器运行时来创建运行的容器。不过,由于没有专门的守护进程,Podman 使用 systemd(一种用于 Linux 操作系统的系统和服务管理器)来进行更新并让容器在后台保持运行。通过将 systemd 和 Podman 集成,您可以为容器生成控制单元,并在自动启用 systemd 的前提下运行它们。

用户可以在系统上管理自有的存储库,也可通过 systemd 单元来控制自有容器的自动启动和管理。允许用户管理自己的资源并使容器以无根方式运行,可以阻止诸如使 /var/lib/containers 目录可被写入等不良做法,或防范可能会导致应用暴露于额外安全问题的其他系统管理做法。这样也可确保每一用户具有单独的容器和镜像集合,并可在同一主机上同步使用 Podman,而不会彼此干扰。用户完成自己的工作时,可将变更推送到共有的镜像仓库,将他们的镜像共享给其他人。

Podman 也可部署 RESTful API(REST API)来管理容器。REST 是表述性状态传递的英文缩写。REST API 是遵循 REST 架构规范的应用编程接口,支持与 RESTful Web 服务进行交互。借助 REST API,您可以从 cURL、Postman 和 Google 的 Advanced REST 客户端等许多平台调用 Podman。

Podman 是一种模块化容器引擎,因此必须与 Buildah 和 Skopeo 等工具搭配使用才能构建和移动容器。使用 Buildah 时,您可以从头开始构建容器,也可将某个镜像用作起点来构建。Skopeo 可在不同类型的存储系统之间移动容器镜像,允许您在不同镜像仓库(例如 docker.io、quay.io 和您的内部镜像仓库)之间以及本地系统上不同类型的存储之间复制镜像。这种模块式的容器化工具有助于生成灵活的轻量型环境,减小开销并隔离您实现目标所需的功能。工具的体量越小、模块化程度越高,演进发展的速度也越快,而且每一工具也能专注于单一用途。 

我们可以把 Podman、Buildah 和 Skopeo 比喻成一套特殊的瑞士军刀,它们彼此互补,几乎能满足所有容器用例的需求。Podman 就是这套刀中最大的一把。 

Podman 和 Buildah 默认使用 runC(OCI 运行时)来启动容器。您可以构建和运行镜像,也可通过 runC 运行 docker 格式的镜像。Buildah 由 Go 语言编写,可读取运行时规范,配置 Linux 内核,最终创建并启动容器进程。在更改一些配置后,您也可以将 Podman 与 crun 等其他工具搭配使用。

Docker 是支持创建和使用 Linux 容器的一种容器化技术。Podman 和 Docker 的主要区别在于 Podman 采用无守护进程架构。Podman 容器一直是无根的,而 Docker 最近才将无根模式添加到其守护进程配置中。Docker 是用于创建和管理容器的一体化工具,而 Podman 以及 Buildah 和 Skopeo 等相关工具则更擅长承担某些方面的容器化工作,让您能够根据自己在云原生应用中的需求来进行自定义。 

Podman 具有替代 Docker 的强大实力,但两者也可搭配使用。用户可以将 Docker 别名设置为 Podman(alias docker=podman)或反之,在这两者之间轻松切换。此外,一个叫做 podman-docker 的 rpm 可以将"docker"置入系统应用 PATH,从 Docker 轻松切换过来,在需要"docker"命令时对这些环境调用 Podman。Podman 的 CLI 与 Docker 容器引擎类似,熟悉其中之一的用户也能快速上手使用另一个。 

一些开发人员会一起使用 Podman 和 Docker,在开发阶段使用 Docker,然后在运行时环境中将程序转移到 Podman,享受其更好的安全性。 

Podman 非常适合不使用 Kubernetes 或 OpenShift 容器平台来运行容器的开发人员。CRI-O 是一个用于 Kubernetes 容器编排系统(例如红帽 OpenShift® 容器平台)的社区推动的开源容器引擎。

Podman 改变了容器格局,它不仅提供比肩领先容器引擎的高性能功能,而且具有如今许多开发团队迫切需要的灵活性、可访问性和高安全性。Podman 可以帮助您:

  • 管理容器镜像和完整的容器生命周期,包括运行、联网、检查和下线。
  • 为无根容器和容器集运行和隔离资源。
  • 支持 OCI 和 Docker 镜像,以及与 Docker 兼容的 CLI。
  • 打造一个无守护进程的环境,提高安全性并减少闲置资源消耗。 
  • 部署 REST API 来支持 Podman 的高级功能。
  • 借助 checkpoint/restore in userspace(CRIU),实施面向 Linux 容器的检查点/恢复功能。CRIU 可以冻结正在运行的容器,并将其内存内容和状态保存到磁盘,以便容器化工作负载能够更快地重新启动。
  • 自动更新容器。Podman 会检测更新的容器是否无法启动,并自动回滚到上一个工作版本。这可以将应用的可靠性提升到新的水平。 

红帽企业 Linux 订阅中包含了 Podman,因此您可以运行符合 OCI 要求的容器,这些容器是利用可信、可靠并享有支持的通用基础镜像(UBI)构建的。红帽企业 Linux 是在企业环境中运行 Linux 容器的标杆,它允许开发人员轻松地启动容器、管理部署并加快开发新应用。在开放混合云中基于红帽企业 Linux 构建可移植的应用和容器,您就能够始终保持敏捷,并随着技术发展快速达成您的转型目标。

此外,您还可以使用红帽 Ansible® 自动化平台,利用其 Ansible Playbook 自动化 Podman 的功能,如安装容器、部署容器以及执行通常比较耗费时间和资源的其他任务。 

在 Podman 和其他开放标准容器工具的加持下,红帽企业 Linux 成为了一个强大的容器主机,不仅能提供生产级的支持、稳定性和安全功能,也能为迈向 Kubernetes 和红帽 OpenShift 奠定良好的基础。

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