再见Docker，是时候拥抱下一代容器工具了

什么是 Linux 容器?

Linux 容器是由 Linux 内核所提供的具有特定隔离功能的进程，Linux 容器技术能够让你对应用及其整个运行时环境(包括全部所需文件)一起进行打包或隔离。从而让你在不同环境(如开发、测试和生产等环境)之间轻松迁移应用的同时，还可保留应用的全部功能。

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Linux 容器还有利于明确划分职责范围，减少开发和运维团队间的冲突。这样，开发人员可以全心投入应用开发，而运维团队则可专注于基础架构维护。由于 Linux 容器基于开源技术构建，还将便于你在未来轻松采用各类更新、更强的技术产品。包括 CRI-O、Kubernetes 和 Docker 在内的容器技术，可帮助你的团队有效简化、加速和编排应用的开发与部署。

什么是 Docker?

Docker 是一个开源的应用容器引擎，属于 Linux 容器的一种封装，Docker 提供简单易用的容器使用接口，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker 是目前很流行的 Linux 容器解决方案，即使 Docker 是目前管理 Linux 容器的一个非常方便的工具，但它也有两个缺点：

• Docker 需要在你的系统上运行一个守护进程。
• Docker 是以 root 身份在你的系统上运行该守护程序。

这些缺点的存在可能有一定的安全隐患，为了解决这些问题，下一代容器化工具 Podman 出现了 。

什么是 Podman ?

Podman 是一个开源的容器运行时项目，可在大多数 Linux 平台上使用。Podman 提供与 Docker 非常相似的功能。正如前面提到的那样，它不需要在你的系统上运行任何守护进程，并且它也可以在没有 root 权限的情况下运行。

Podman 可以管理和运行任何符合 OCI(Open Container Initiative)规范的容器和容器镜像。Podman 提供了一个与 Docker 兼容的命令行前端来管理 Docker 镜像。

Podman 官网地址：https://podman.io/ 
 
Podman 项目地址：https://github.com/containers/libpod 
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安装 PodmanPodman

目前已支持大多数发行版本通过软件包来进行安装，下面我们来举几个常用发行版本的例子。

• Fedora / CentOS

$ sudo yum -y install podman 
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• Ubuntu

$ sudo apt-get update -qq 
$ sudo apt-get install -qq -y software-properties-common uidmap 
$ sudo add-apt-repository -y ppa:projectatomic/ppa 
$ sudo apt-get update -qq 
$ sudo apt-get -qq -y install podman 
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• MacOS

$ brew cask install podman 
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• RHEL 7

$ sudo subscription-manager repos --enable=rhel-7-server-extras-rpms 
$ sudo yum -y install podman 
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• Arch Linux

$ sudo pacman -S podman 
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更多系统的安装方法，可参考官方文档：https://github.com/containers/libpod/blob/master/install.md

使用 Podman 

使用Podman 非常的简单，Podman 的指令跟 Docker 大多数都是相同的。下面我们来看几个常用的例子：

运行一个容器

$ podman run -dt -p 8080:8080/tcp  \ 
-e HTTPD_VAR_RUN=/var/run/httpd  \ 
-e HTTPD_MAIN_CONF_D_PATH=/etc/httpd/conf.d \ 
-e HTTPD_MAIN_CONF_PATH=/etc/httpd/conf \ 
-e HTTPD_CONTAINER_SCRIPTS_PATH=/usr/share/container-scripts/httpd/ \ 
registry.fedoraproject.org/f27/httpd /usr/bin/run-httpd 
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列出运行的容器

$ podman ps -a 
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分析一个运行的容器

$ podman inspect -l | grep IPAddress\": 
"SecondaryIPAddresses": null, 
"IPAddress": "", 
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查看一个运行中容器的日志

$ sudo podman logs --latest 
10.88.0.1 - - [07/Feb/2018:15:22:11 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.55.1" "-" 
10.88.0.1 - - [07/Feb/2018:15:22:30 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.55.1" "-" 
10.88.0.1 - - [07/Feb/2018:15:22:30 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.55.1" "-" 
10.88.0.1 - - [07/Feb/2018:15:22:31 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.55.1" "-" 
10.88.0.1 - - [07/Feb/2018:15:22:31 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.55.1" "-" 
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查看一个运行容器中的进程资源使用情况

$ sudo podman top <container_id> 
  UID   PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD 
    0 31873 31863  0 09:21 ?        00:00:00 nginx: master process nginx -g daemon off; 
  101 31889 31873  0 09:21 ?        00:00:00 nginx: worker process 
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停止一个运行中的容器

$ sudo podman stop --latest 
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删除一个容器

$ sudo podman rm --latest 
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以上这些特性基本上都和 Docker 一样，Podman 除了兼容这些特性外，还支持了一些新的特性。

给容器设置一个检查点

$ sudo podman container checkpoint <container_id> 
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需要 CRIU 3.11 以上版本支持，CRIU 项目地址：https://criu.org/

根据检查点位置恢复容器

$ sudo podman container restore <container_id> 
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迁移容器

Podman 支持将容器从一台机器迁移到另一台机器。

首先，在源机器上对容器设置检查点，并将容器打包到指定位置。

$ sudo podman container checkpoint <container_id> -e /tmp/checkpoint.tar.gz 
$ scp /tmp/checkpoint.tar.gz <destination_system>:/tmp 
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其次，在目标机器上使用源机器上传输过来的打包文件对容器进行恢复。

$ sudo podman container restore -i /tmp/checkpoint.tar.gz 
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配置别名

如果习惯了使用 Docker 命令，可以直接给 Podman 配置一个别名来实现无缝转移。你只需要在 .bashrc 下加入以下行内容即可：

$ echo "alias docker=podman" >> .bashrc 
$ source .bashrc 
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Podman 如何实现开机重启容器

由于 Podman 不再使用守护进程管理服务，所以不能通过守护进程去实现自动重启容器的功能。那如果要实现开机自动重启容器，又该如何实现呢?

其实方法很简单，现在大多数系统都已经采用 Systemd 作为守护进程管理工具。这里我们就可以使用 Systemd 来实现 Podman 开机重启容器，这里我们以启动一个 Nginx容器为例子。

首先，我们先运行一个 Nginx 容器。

$ sudo podman run -t -d -p 80:80 --name nginx nginx 
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然后，在建立一个 Systemd 服务配置文件。

$ vim /etc/systemd/system/nginx_container.service 
 
[Unit] 
Description=Podman Nginx Service 
After=network.target 
After=network-online.target 
 
[Service] 
Type=simple 
ExecStart=/usr/bin/podman start -a nginx 
ExecStop=/usr/bin/podman stop -t 10 nginx 
Restart=always 
 
[Install] 
WantedBy=multi-user.target 
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接下来，启用这个 Systemd 服务。

$ sudo systemctl daemon-reload 
$ sudo systemctl enable nginx_container.service 
$ sudo systemctl start nginx_container.service 
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服务启用成功后，我们可以通过 systemctl status 命令查看到这个服务的运行状况。

$ sudo systemctl status nginx_container.service 
● nginx_container.service - Podman Nginx Service 
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/nginx_container.service; enabled; vendor preset: disabled) 
   Active: active (running) since Sat 2019-08-20 20:59:26 UTC; 1min 41s ago 
 Main PID: 845 (podman) 
    Tasks: 16 (limit: 4915) 
   Memory: 37.6M 
   CGroup: /system.slice/nginx_container.service 
           └─845 /usr/bin/podman start -a nginx 
 
Aug 20 20:59:26 Ubuntu-dev.novalocal systemd[1]: Started Podman Nginx Service. 
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之后每次系统重启后 Systemd 都会自动启动这个服务所对应的容器。

其它相关工具

Podman 只是 OCI 容器生态系统计划中的一部分，主要专注于帮助用户维护和修改符合 OCI 规范的容器镜像。其它的组件还有 Buildah、Skopeo 等。

Buildah

虽然 Podman 也可以支持用户构建 Docker 镜像，但是构建速度比较慢。并且默认情况下使用 VFS 存储驱动程序会消耗大量磁盘空间。

Buildah 是一个专注于构建 OCI 容器镜像的工具，Buildah 构建速度非常快并使用覆盖存储驱动程序，可以节约大量的空间。

Buildah 基于 fork-exec 模型，不以守护进程运行。Buildah 支持 Dockerfile 中的所有命令。你可以直接使用 Dockerfiles 来构建镜像，并且不需要任何 root 权限。Buildah 也支持用自己的语法文件构建镜像，可以允许将其他脚本语言集成到构建过程中。

下面是一个使用 Buidah 自有语法构建的例子。

Buildah 和 Podman 之间的一个主要区别是：Podman 用于运行和管理容器， 允许我们使用熟悉的容器 CLI 命令在生产环境中管理和维护这些镜像和容器，而 Buildah 主用于构建容器。

项目地址：https://github.com/containers/buildah

Skopeo

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Skopeo 是一个镜像管理工具，允许我们通过 Push、Pull和复制镜像来处理 Docker和符合 OCI 规范的镜像。

项目地址：https://github.com/containers/skopeo

延伸阅读

什么是 OCI?

OCI (Open Container Initiative)，是一个轻量级，开放的治理结构(项目)。在 Linux 基金会的支持下成立，致力于围绕容器格式和运行时创建开放的行业标准。

OCI 项目由 Docker、CoreOS 和容器行业中的其它领导者在 2015 年 6 月的时候启动，OCI 的技术委员会成员包括 Red Hat、Microsoft、Docker、Cruise、IBM、Google、Red Hat 和 SUSE 等。

什么是 CRI?

CRI(Container Runtime Interface)是 Kubernetes v1.5 引入的容器运行时接口，它将 Kubelet 与容器运行时解耦，将原来完全面向 Pod 级别的内部接口拆分成面向 Sandbox 和 Container 的 gRPC 接口，并将镜像管理和容器管理分离到不同的服务。

什么是 CNI?

CNI(Container Network Interface)是 CNCF 旗下的一个项目，是 Google 和 CoreOS 主导制定的容器网络标准。CNI 包含方法规范、参数规范等，是 Linux 容器网络配置的一组标准和库，用户可以根据这些标准和库来开发自己的容器网络插件。CNI 已经被 Kubernetes、Mesos、Cloud Foundry、RKT 等使用，同时 Calico、Weave等项目都在为 CNI 提供插件。

总结

本文介绍三个了符合 CRI 标准的容器工具 Podman、 Buildah 和 Skopeo。这三个工具都是基于 *nix 传统的 fork-exec 模型，解决了由于 Docker 守护程序导致的启动和安全问题，提高了容器的性能和安全。