Podman生成Kubernetes YAML資源佈署

Podman 作為容器管理工具，不僅能執行容器，還能生成 Kubernetes YAML 資源，簡化開發到生產的流程。本文將示範如何使用 Podman 生成 Kubernetes YAML 資源，並探討其在單容器和多容器應用中的應用，包含實際操作步驟、YAML 檔案分析，以及 Podman 命令解析。透過 Podman 的 generate kube 指令，能快速將現有容器轉換成 Kubernetes 佈署所需的 YAML 檔案，包含 Pod、Service 等定義。同時，文章也涵蓋了多容器應用在 Podman 中的建立與網路設定，以及如何將其轉換為 Kubernetes YAML 資源，方便在 Kubernetes 叢集中佈署和管理。

使用Podman生成Kubernetes YAML資源

Podman是一個強大的容器管理工具，不僅能夠執行容器，還能生成Kubernetes YAML資源，從而簡化容器從開發到生產的流程。本文將介紹如何使用Podman生成Kubernetes YAML資源，並探討其在多容器應用中的應用。

生成Kubernetes YAML資源

Podman能夠根據現有的容器或Pod生成對應的Kubernetes YAML資源。這使得將現有的容器化應用佈署到Kubernetes叢集變得更加容易。首先，我們來看一個簡單的例子，使用Podman執行一個Nginx容器，並生成對應的Kubernetes YAML資源。

建立Nginx容器

首先，我們使用Podman建立一個Nginx容器，並將其80埠對映到主機的8080埠。

podman run -d --name nginx -p 8080:80 nginx:latest

接著，使用podman generate kube命令生成對應的Kubernetes YAML資源。

podman generate kube nginx -f nginx.yaml

生成的nginx.yaml檔案包含了Nginx Pod的定義，以及一個Service資源，用於暴露Nginx服務。

分析生成的YAML資源

檢視生成的nginx.yaml檔案，我們可以看到Pod和Service的定義。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: "2022-02-13T11:06:38Z"
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: docker.io/library/nginx:latest
    name: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
      hostPort: 8080
    securityContext:
      capabilities:
        drop:
        - CAP_MKNOD
        - CAP_NET_RAW
        - CAP_AUDIT_WRITE
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  creationTimestamp: "2022-02-13T11:06:38Z"
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30582
  selector:
    app: nginx
  type: NodePort

重點解析

容器埠對映：在Pod定義中，容器的80埠被對映到主機的8080埠。
安全上下文：Podman在生成的YAML中包含了安全上下文的定義，例如丟棄不必要的Linux能力（Capabilities）。
Service資源：生成的Service資源使用了NodePort型別，使得服務可以透過叢集節點的特定埠（30582）存取。

在單一Pod中執行多容器應用

在某些場景下，我們需要在一個Pod中執行多個容器，以實作緊密耦合的應用。以下示例展示瞭如何使用Podman建立一個包含MySQL和WordPress的多容器應用，並生成對應的Kubernetes YAML資源。

建立WordPress和MySQL容器

首先，建立兩個持久化卷，用於儲存MySQL和WordPress的資料。

for vol in dbvol wpvol; do podman volume create $vol; done

接著，建立一個名為wordpress-pod的Pod，並將主機的8080埠對映到Pod內的80埠。

podman pod create --name wordpress-pod -p 8080:80

然後，在wordpress-pod中建立MySQL和WordPress容器，並掛載持久化卷。

podman create --pod wordpress-pod --name db -v dbvol:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=myrootpasswd -e MYSQL_DATABASE=wordpress -e MYSQL_USER=wordpress -e MYSQL_PASSWORD=wordpress docker.io/library/mysql

podman create --pod wordpress-pod --name wordpress -v wpvol:/var/www/html -e WORDPRESS_DB_HOST=127.0.0.1 -e WORDPRESS_DB_USER=wordpress -e WORDPRESS_DB_PASSWORD=wordpress -e WORDPRESS_DB_NAME=wordpress docker.io/library/wordpress

最後，啟動Pod。

podman pod start wordpress-pod

生成Kubernetes YAML資源

使用podman generate kube命令生成對應的Kubernetes YAML資源。

podman generate kube wordpress-pod -f wordpress-single-pod.yaml

生成的YAML檔案包含了Pod的定義，包括MySQL和WordPress容器，以及它們的環境變數、埠對映和持久化卷宣告。

重點解析

環境變數：在生成的YAML中，MySQL和WordPress容器的環境變數被正確地定義。
持久化卷宣告：Podman將持久化卷對映為Kubernetes中的PersistentVolumeClaim（PVC）資源。
容器間通訊：由於MySQL和WordPress容器執行在同一個Pod中，它們可以透過localhost進行通訊。

使用Podman與Kubernetes的互動操作

導言

隨著容器化技術的發展，Podman已成為開發者常用的工具之一。它能夠與Kubernetes緊密整合，提供了一種更高效、更靈活的容器管理方式。本文將探討如何使用Podman與Kubernetes進行互動操作，包括生成Kubernetes YAML資源、建立多Pod應用程式等。

建立單一Pod應用程式

在Podman中，可以使用podman generate kube命令將現有的容器和卷匯出為Kubernetes YAML檔案。這種方法可以提供必要的PVC定義，以便在Kubernetes叢集中重新建立整個應用程式。

示範：建立WordPress和MySQL的單一Pod

首先，建立一個名為wordpress-pod的Pod，並包含WordPress和MySQL容器：

$ podman pod create --name wordpress-pod
$ podman create --name wordpress --pod wordpress-pod -v wpvol:/var/www/html docker.io/library/wordpress
$ podman create --name db --pod wordpress-pod -v dbvol:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=myrootpasswd docker.io/library/mysql

然後，使用podman generate kube命令匯出Kubernetes YAML檔案：

$ podman generate kube -s wordpress-pod wpvol dbvol

內容解密：

podman pod create：建立一個新的Pod。
podman create：在指定的Pod中建立容器。
podman generate kube：將現有的容器和卷匯出為Kubernetes YAML檔案。
-s 引數表示包含Service資源。

這種方法的優點是簡化了網路組態，所有容器分享同一個網路名稱空間。然而，它不符合Kubernetes中常見的單Pod設計模式。

建立多Pod應用程式

為了更好地符合Kubernetes的設計模式，可以建立多個獨立的Pod，每個Pod代表應用程式的一個層級。

示範：建立WordPress和MySQL的多Pod應用程式

首先，建立一個名為kubenet的網路：

$ podman network create kubenet

然後，建立兩個卷wpvol和dbvol：

$ for vol in wpvol dbvol; do podman volume create $vol; done

接著，建立MySQL和WordPress的Pod和容器：

$ podman pod create –p 3306:3306 --network kubenet --name mysql-pod
$ podman create --name db --pod mysql-pod -v dbvol:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=myrootpasswd docker.io/library/mysql

$ podman pod create -p 8080:80 --network kubenet --name wordpress-pod
$ podman create --name wordpress --pod wordpress-pod -v wpvol:/var/www/html -e WORDPRESS_DB_HOST=mysql-pod docker.io/library/wordpress

最後，啟動兩個Pod：

$ podman pod start mysql-pod && podman pod start wordpress-pod

內容解密：

podman network create：建立一個新的網路。
podman volume create：建立一個新的卷。
podman pod create：建立一個新的Pod，並指定網路和埠對映。
podman create：在指定的Pod中建立容器，並設定環境變數和卷對映。
WORDPRESS_DB_HOST=mysql-pod：設定WordPress容器的環境變數，使其連線到MySQL Pod。

匯出Kubernetes YAML資源

使用podman generate kube命令匯出Kubernetes YAML檔案：

$ podman generate kube -f wordpress-multi-pod-basic.yaml wordpress-pod mysql-pod

或者，可以匯出包含Service和PersistentVolumeClaim資源的完整YAML檔案：

$ podman generate kube -s -f wordpress-multi-pod-full.yaml wordpress-pod mysql-pod

內容解密：

podman generate kube：將現有的Pod匯出為Kubernetes YAML檔案。
-f 引數指定輸出的檔案名稱。
-s 引數表示包含Service資源。

與 systemd 和 Kubernetes 互動

使用 Podman 執行 Kubernetes 資源檔案

現在我們已經學會瞭如何產生包含佈署應用程式所需資源的 Kubernetes YAML 檔案，我們希望在真實場景中測試它們。在本文中，我們將再次使用 WordPress 應用程式，不論是單一容器還是多 Pod 的變化形式。

單一 Pod 清單

首先，我們將使用 podman play kube 命令來執行單一 Pod 清單：

$ podman play kube wordpress-single-pod.yaml

這個命令建立了一個名為 wordpress-pod 的 Pod，其中包含兩個容器和必要的磁碟區。讓我們檢查結果：

$ podman pod ps
POD ID NAME STATUS CREATED INFRA ID # OF CONTAINERS
5f8ecfe66acd wordpress-pod Running 4 minutes ago 46b4bdfe6a08 3

$ podman ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
46b4bdfe6a08 localhost/podman-pause:4.0.0-rc4-1643988335  4 minutes ago Up 4 minutes ago 0.0.0.0:8080->80/tcp 5f8ecfe66acd-infra
ef88a5c8d1e5 docker.io/library/mysql:latest mysqld 4 minutes ago Up 4 minutes ago 0.0.0.0:8080->80/tcp wordpress-pod-db
76c6b6328653 docker.io/library/wordpress:latest apache2-foregroun... 4 minutes ago Up 4 minutes ago 0.0.0.0:8080->80/tcp wordpress-pod-wordpress

$ podman volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local dbvol
local wpvol

清理環境

在執行多 Pod 清單之前，我們需要清理環境。我們可以使用 podman play kube 命令的 --down 選項來停止和移除正在執行的 Pod：

$ podman play kube --down wordpress-single-pod.yaml
Pods stopped:
5f8ecfe66acd01b705f38cd175fad222890ab612bf572807082f30ab37fd0b88
Pods removed:
5f8ecfe66acd01b705f38cd175fad222890ab612bf572807082f30ab37fd0b88

多 Pod 清單

現在，讓我們使用基本的匯出清單來執行多 Pod 範例：

$ podman play kube --network kubenet wordpress-multi-pod-basic.yaml

我們可以使用以下命令檢查兩個 Pod 是否正確建立：

$ podman pod ps
POD ID NAME STATUS CREATED INFRA ID # OF CONTAINERS
c9d775da0379 mysql-pod Running 8 minutes ago 71c93fa6080b 2
3b497cbaeebc wordpress-pod Running 8 minutes ago 0c52ee133f0f 2

$ podman ps --format "{{.Image }} {{.Names}}"
localhost/podman-pause:4.0.0-rc5-1644672408 3b497cbaeebc-infra
docker.io/library/wordpress:latest wordpress-pod-wordpress
localhost/podman-pause:4.0.0-rc5-1644672408 c9d775da0379-infra
docker.io/library/mysql:latest mysql-pod-db

$ podman volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local dbvol
local wpvol

DNS 解析

最後，讓我們檢查 DNS 解析行為。在 Podman 4 中，自訂網路的名稱解析由 aardvark-dns 守護程式管理。對於無根網路，我們可以在 /run/user/<UID>/containers/networks/aardvark-dns/<NETWORK_NAME> 檔案中找到受管理的記錄。

使用 Kubernetes 清單的優勢

可移植性：Kubernetes 清單可以在不同的環境中使用，包括開發、測試和生產環境。
標準化：Kubernetes 清單遵循標準的 Kubernetes 資源定義，使得管理和維護變得更加容易。

未來趨勢

隨著容器化和 Kubernetes 的普及，使用 Podman 和 Kubernetes 清單將成為開發和佈署應用程式的主流方法。這種方法不僅提高了可移植性和標準化，還簡化了應用程式的佈署和管理。#

玄貓 BlackCat

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。