Intro to Podman

2 days, 8 ac.hrs, 7 as.hrs.

Знакомство

Роль
Текущий уровень с Linux: 0–3
Текущий уровень с Docker/Podman: 0–3
Как поймете, что тренинг дал Вам ценность?

Prerequisites

Virtual machine for practice @ vra8: IT Academy Training Group, HDD 50Gb, OS AlmaLinux + local ssh client
Доступен git repo с данным руководством {{ git-repo }} https://github.com/eugene-krivosheyev/podman
Доступен {{ registry-host }}
Доступ учетной записи {{ registry-account }} на {{ registry-host }}
Установлен Podman и зависимости

sudo dnf update
sudo dnf install -y podman
sudo dnf install -y slirp4netns # for rootless containers

sudo dnf install -y bash-completion
source <(podman completion bash)
sudo podman completion -f /etc/bash_completion.d/podman bash

Intro to containerization and Podman ^{30 мин}

Задачи контейнеризации

Переносимость ПО: запуск на разных окружениях – dev, test, prod
исполняемые файлы нашего ПО
зависимости
конфигурация
аргументы командной строки
порты
побочные эффекты

Контейнеризация vs виртуализация

место на диске для гостевой ОС
время запуска гостевой ОС
overhead операций гостевой ОС

Ключевые термины контейнеризации

Схема контейнеризации
Host
Image
Image Registry
Container
Port Mapping
Mounts
Pod

puml

@startuml
node "image\nregistry" {
    database "disk\nimage" as disk_image
}

node "host" {
    rectangle "pod" {
        rectangle "infra\ncontainer"
        rectangle "container" {
            component "application"
            database "container\nlayer" as layer
        }
    }
    database "disk" {
        database "image"
        file "volume"
        folder "shared\nfolder" as folder
        disk_image - image
    }
    image --layer
    volume -# container
    folder -# container
    volume -# pod
    folder -# pod
}

pod #--# host : "port\nmapping"
container #--# host : "port\nmapping"
@enduml

Podman vs другой популярный стиральный порошок

pod
bunch of containers
infra container
localhost
port mappings
mounts
daemonless
rootfull and rootless modes

Hands-on practice quest #00: Prerequisites sound-check and tools install ^{20 мин парной практики + 10 мин дебриф}

Given

Пары участников с чередованием ролей в паре
Форк данного руководства для собственных пометок
Все команды запускаются из-под суперпользователя

sudo

или

su -

Как описать сценарий использования команд?

- каоманды перевода системы в нужное состояние
- команды действия
- команды проверки успешности и корректности действия

Hints
при работе в терминале используйте Tab и ↑ для автоподстановки значений
синонимы команд cli
... --help
podman cli reference

When участники именуют сценарии, выполняют команды и анализируют их вывод и поведение

Сценарий "Как посмотреть версию подмана/информацию о хостовой ОС/занятое место?"

podman version # TODO: собственные пометки участников для будущего использования в проектах
podman system info
podman system df

Сценарий "Как подключить корпоративный репозиторий?"

podman logout {{ registry-host }}
podman login {{ registry-host }}

Сценарий "Как найти нужный образ в registry?" Залогиниться браузером по адресу {{ registry-host }}, в поиске найти нужный образ и скопировать полное символьное имя (включая сетевой адрес хоста).
Сценарий "Как скачать образ из корпоративного репозитория?"

podman image pull {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14
podman system df

Сценарий "Как запустить контейнер?"

podman container run hello

podman container run --name demo -it {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14
/# cat /etc/os-release
/# exit

Сценарий "Как посмотреть запущенные контейнеры [все] и удалить контейнер?"

podman container ls [--all]
podman container rm demo

Then участники отвечают на вопросы

Как назвали сценарии?
Успешна ли сконфигурирована система для использования Podman?
Откуда взялся образ диска?
Сколько места занимает образ?
Сколько места занимает контейнер?
Какая версия образа скачивается по умолчанию?
Какая гостевая команда запускается при запуске контейнера?

Жизненный цикл готового образа ³⁰

Зачем нужен образ

Задача среды исполнения контейнеров: изоляция нашего ПО от хоста
Отображение диска контейнера на диск хоста: образ

Что хранит образ

Что должно быть на диске для запуска и работы контейнеризованного приложения?
Состав образа диска (от scratch до prod-ready)
OS libraries
OS package manager (для удобной установки зависимостей, нужен на этапе сборки образа)
OS commands (для отладки, мониторинга и траблшутинга контейнеров на этапе эксплуатации)
Application libraries
Application executables
Config files
Data files

$ podman run --rm -it alpine:3.14 ls
bin    dev    etc    home   lib    media  mnt    opt    proc   root   run    sbin   srv    sys    tmp    usr    var

Как идентифицируется образ

$ podman images
REPOSITORY                TAG         IMAGE ID      CREATED       SIZE
quay.io/podman/hello      latest      577bf902f284  9 hours ago   85.1 kB
<none>                    <none>      4f391b4bf86f  3 days ago    85.1 kB
docker.io/library/alpine  3.14        376ba31ae3da  2 months ago  5.63 MB
docker.io/library/alpine  latest      a6215f271958  2 months ago  5.58 MB

id как хеш образа
хост/группа/имя как имя репозитория
хост/группа/имя:тег как полное символьное имя

Как создается образ

podman container run + side effects > podman container commit > podman image push # редко используемый "ручной" ЖЦ
podman image build > podman image push # штатный автоматизированный ЖЦ

Как хранится образ

Overlay FS

$ podman image history quay.io/podman/hello
ID            CREATED       CREATED BY                                     SIZE        COMMENT
577bf902f284  10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) LABEL "org.opencontainer...  0 B         FROM d2f3fdcf80a2
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) LABEL "org.opencontainer...  0 B         FROM cc07153b17e6
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) LABEL "org.opencontainer...  0 B         FROM d45976f9036e
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) CMD ["/usr/local/bin/pod...  0 B         FROM aeedbc3e44e3
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) COPY file:d246003209ea6b...  80.9 kB     FROM a796bd9429dc
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) USER 1000                    0 B         FROM 190f78d5a9fb
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) LABEL artist="Máirín N...    0 B         FROM 78ab72a99b9f
<missing>     10 hours ago  /bin/sh -c #(nop) LABEL maintainer="Podman...  0 B

$ docker run --rm -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock nate/dockviz images -t
├─<missing> Virtual Size: 5.6 MB
│ └─<missing> Virtual Size: 5.6 MB
│   └─<missing> Virtual Size: 5.6 MB
│     └─<missing> Virtual Size: 19.8 MB
│       └─<missing> Virtual Size: 19.8 MB
│         └─<missing> Virtual Size: 19.8 MB
│           └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│             └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│               ├─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│               │ └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│               │   └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│               │     └─<missing> Virtual Size: 136.7 MB
│               │       └─<missing> Virtual Size: 136.7 MB
│               │         └─3c1355b22f16 Virtual Size: 136.7 MB Tags: training-docker/ekr-stub:1.0.0
│               └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│                 └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│                   └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│                     └─<missing> Virtual Size: 116.7 MB
│                       └─e96641ea7cdf Virtual Size: 182.6 MB Tags: training-docker/ekr-backend:1.0.0

Как управлять образами c Crane

Hands-on practice quest #01: Pre-built disk image lifecycle ^{20 + 10}

Given

пары участников

When участники именуют сценарии, выполняют команды и анализируют их вывод и поведение

Сценарий "Как посмотреть список образов?"

podman image ls # TODO: собственные пометки участников для будущего использования в проектах

Сценарий "Как скачать образ из репы?"

podman image pull {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14
podman image ls

Сценарий "Как посмотреть историю создания образа и его описание (слои)?"

podman image history {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14
podman image inspect {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14 [| jq]

Сценарий "Как посмотреть изменения в контейнере и сохранить их?"

podman container run --name demo -it {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14 # run = pull + start
/# touch side-effect.txt
/# exit
podman container diff demo # используется нотация Git
podman container commit demo {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/demo # фиксируем изменения и получаем новый образ
podman image ls

Сценарий "Как повесить тэг на образ?"

podman image tag {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/demo:latest {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/demo:1.0.0 # нужно указывать целиком символьное имя
podman image ls

Сценарий "Как опубликовать образ в репу?"

podman image push {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/demo:1.0.0

Сценарий "Как удалить контейнер / удалить образ из репы?"

podman image ls
podman container rm demo # удаляем контейнер
podman image prune  # удаляем "подвисшие" образы -> образы, которые не имеют имени и тэга 
podman image ls
podman image rm {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/demo:1.0.0 # untag = unlink в Linux
podman image ls
podman image rm {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/demo:latest
podman image ls
podman image prune --all # удаляем неиспользуемые(!) образы = нет запущенного контейнера и нет остановленного контейнера

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Как назвали сценарии?
Какой тег у образа по умолчанию?
В чем физический смысл удаления образа командой rm?
Всегда ли удаляется образ по команде rm?
Что делает prune?
Что такое dangling image?

Жизненный цикл пода и контейнера ³⁰

container = running process + container data (container layer)
Что значит "запуск" контейнера? Что именно там запускается?
Сколько по времени будет работать контейнер?
Как можно доопределить команду, запускаемую в контейнере?
Что нужно определить для запуска контейнера?
disk image
меппинг (форвардинг) портов
имя контейнера (+defaults)
virtual network
folder | volume mapping
guest environment variables
command line (image entrypoint override)
command line arguments (image cmd override)
Экстернализация конфигурации приложения
Задачи экстернализации конфигурации приложения
Способы: --env и аргументы командной строки
Жизненный цикл контейнера
podman container create + podman container start = podman container run [args]
podman container commit
podman container ls [--all]
podman container logs
podman container stop & podman container kill
podman container rm
Запуск контейнера в интерактивном и фоновом режимах:
-i vs -d
-t
Жизненный цикл пода
podman pod create & podman container run --pod [new:]
podman pod ps
podman pod ls
podman pod logs
podman pod stop
podman pod rm

Hands-on practice quest #02: Pod and Container lifecycle ^{20 + 10}

Given

пары участников

When участники именуют сценарии, формируют свои сценарии и проверяют их вывод и поведение

Сценарий "Как посмотреть список работающих и остановленных контейнеров?"

podman container ls --all

Сценарий "Как запустить 'одноразовый' контейнер?"

podman container run --rm -it {{ registry-host }}/{{ os-images-path }}/alpine:3.14 # note `--rm`
/# exit
podman container ls --all

Сценарий "Как запустить контейнер в фоновом режиме?"

podman container run --detach --name proxy --publish 8080:80 {{ registry-host }}/{{ software-images-path }}/nginx:1.19.4 # note `--detach` or `-d`
podman container ls
curl localhost:8080

Сценарий "Как 'подключиться' к работающему контейнеру?"

podman container logs proxy

podman container attach --sig-proxy=false proxy # otherwise detach key `ctrl-c` will stop container 

podman container top proxy

podman container exec -it proxy /bin/sh # run additional process `sh` within _running_ container

Сценарий "Как посмотреть свойства контейнера?"

podman container port proxy
podman container inspect proxy [| jq]

Сценарий "Как остановить и перезапустить работающий контейнер?"

podman container stop ... # send SIGTERM, and then SIGKILL after grace period
podman container kill ... # send SIGKILL, or specified signal

podman container start ...
podman container restart ...

Сценарий "Как удалить работающий контейнер?"

podman container rm --force

Сценарий "Как удалить остановленный контейнер?"

podman container rm ...
podman container prune ...

Сценарий "Как создать под?"

podman ...

Сценарий "Как запустить контейнер с добавлением его в под?"

podman ...

Сценарий "Как посмотреть список подов?"

podman ...

Сценарий "Как посмотреть список контейнеров в поде?"

podman pod ps
podman ps -a --pod
podman pod inspect ...

Сценарий "Как посмотреть логи контейнеров в поде?"

podman logs --latest ...

Сценарий "Как сгенерировать k8s manifest из готового пода?"

podman generate kube ...

Сценарий "Как остановить под?"

podman ...

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Какие способы идентификации контейнера?
Какое имя у контейнера по умолчанию?
Где можно определить конфигурацию сети (например, меппинг портов) – для контейнера или для пода?
Что за логи наблюдаются для контейнера и пода?
В чем физический смысл удаления контейнера?
В чем физический смысл удаления пода?
Что делает container prune?
Что такое k8s manifest?

Контейнеризация простого сервиса: автоматическая сборка образа ⁴⁰

Задачи автоматических сборщиков

На выходе бинарный файл образа
На входе дескриптор сборки образа Containerfile/Dockerfile
Что должно быть в этом дескрипторе?

Как собрать с `Containerfile` и Buildah под капотом

Ключевые директивы Containerfile
FROM + --platform=
WORKDIR создаст папку при необходимости
COPY and ADD from build context (+ .dockerignore)
RUN (+ shell and preferred exec forms) and SHELL for non-default shell
EXPOSE documentation
ENTRYPOINT and CMD (+ preferred exec and similar default parameters to ENTRYPOINT, shell forms)
LABEL

podman container run [--entrypoint Dockerfile's ENTRYPOINT override] IMAGE [Dockerfile's CMD defaults override]

FROM alpine
ENTRYPOINT ["echo", "Hello"]
CMD ["World"] # 'default parameters to ENTRYPOINT' form
...
$ podman build --tag test .
...
$ podman run --rm test
Hello World
...
$ podman run --rm test Alpine
Hello Alpine

Системные образы для базы VS прикладные образы с приложениями
Кратко по оптимизации сборки:
Сборка FROM scratch, "пинцетный метод"
Использование легковесных базовых образов

alpine 5.33MB
registry.access.redhat.com/ubi8/ubi-micro 51.6MB
debian:stable-slim 74.3MB

Понятие build context и кеширование при сборке (+ .dockerignore)
Изменение порядка директив в Dockerfile, чтобы максимально повторно использовать кеш builder
Объединение директив, чтобы снизить количество слоёв образа
Multi-stage build, чтобы не тащить в итоговый образ инфраструктуру сборки
Объединение слоёв образа в один слой

Hands-on practice quest #03: Simple java application containerization with Buildah ^{30 + 10}

Given

Склонирован git repo c приложением

application
└── backend
    ├── Containerfile
    └── dbo-1.0-SNAPSHOT.jar

Задана рабочая папка

cd application

Проведена аутентификация консольного Podman CLI в Registry

podman login ...

When участники именуют сценарии, формируют свои команды и проверяют их вывод и поведение

Сценарий "Как собрать образ на основе Containerfile?"

vi backend/Containerfile # Replace base image with one that suitable for corporate image registry
podman image build \
  --tag {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/app:1.0.0 \ # set up symbolic name for image
  ./backend # folder where Containerfile located

podman image ls

Сценарий "Как запустить 'одноразовый' контейнер на базе своего образа с приложением?"

podman container run \
 --name backend \
 --rm \ # одноразовый: удалится после остановки
 --detach \ # -d
 --publish 8080:8080 \ # -p [host address:]8080:8080
 --env SPRING_PROFILES_ACTIVE=qa \ # -e: в контейнере действует переменная окружения
 {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/app:1.0.0 \ #  имя и тег
  --spring.profiles.active=qa # параметры командной строки

Сценарий "Как протестировать запущенное в контейнере приложение?"

podman container ls --all # Check for status

curl localhost:8080/dbo/actuator/health
open http://localhost:8080/dbo/swagger-ui/

Сценарий "Как мягко остановить приложение средствами самого приложения?"

curl -X POST localhost:8080/dbo/actuator/shutdown

Сценарий "Как опубликовать проверенный образ в репозитории?"

podman image push ...

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

В каком порядке выполнялись директивы Dockerfile?
Сколько новых layers добавила сборка к базовому образу?
Когда и по какой причине остановился контейнер?
Что происходит с процессом приложения, когда останавливаем контейнер?
Сколько раз вы столкнулись с настройкой экстернализированной конфигурации приложения?

Изоляция данных ²⁰

Что происходит с изменениями в образе при остановке контейнера?
Как зафиксировать изменения в образе?
Как откатить изменения в образе?
Как можно сохранять изменения на диске вне образа? (stateful containers): mounts
tmpfs

podman container run 
 --tmpfs /tmp
 --tmpfs /var/log
 --tmpfs /dbo/log

shared folders

podman container run --volume "$(pwd)"/folder/file:/folder/file:ro # пути у folder абсолютные, начинаются с "/"

volumes

podman container run --volume my_volume:/folder/file:ro # имя volume не начинается с "/"

Логи
консольные логи: stdout/stderr
собираются и упаковываются в выбранный формат (определяется log driver)

podman logs [--until=10s] ...

Hands-on practice quest #04: Simple stateful application containerization ^{20 + 10}

Given

Собран образ с приложением

When участники именуют сценарии, формируют свои команды и проверяют их вывод и поведение

Сценарий "Как запустить stateful container c пробросом на хостовую папку?"

podman container run \
 -- ... \ # TODO имя контейнера
 -- ... \ # TODO одноразовый: удалится после остановки
 -- ... \ # TODO фоновой режим
 -- ... \ # TODO проброс порта на хост
 -- ... \ # TODO профиль конфигурации Spring 'qa'
 --volume $(pwd)/log:/dbo/log \ # -v: папка в конейнере /dbo/log отображена на папку на хосте /current-path/log. Windows caution for $()!
 {{ registry-host }}/container-training-docker/{{ registry-account }}/app:1.0.0

cat $(pwd)/log/dbo.log

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

В данных сценариях какой тип mount лучше подойдет? tmpfs, shared folder, volume?

Оркестрация ⁴⁰

Задачи оркестраторов

Зачем нужны оркестраторы?
Понятие 'сервиса' в оркестраторах
Структура дескриптора оркестратора Compose
services
mounts
virtual networks

Управление группой контейнеров с Podman Compose

cd application
podman-compose up --detach

podman-compose ps
podman-compose logs

podman-compose down

Hands-on practice quest #05: Multi-component stateful application containerization with Compose ^{30 + 10}

Given

Установлен Podman Compose

sudo dnf install -y pip
pip3 install https://github.com/containers/podman-compose/archive/devel.tar.gz

When

Сценарий "Как запустить группу контейнеров под управлением Compose?"

cd application
podman-compose up --detach

Сценарий "Как наблюдать контейнеры под управлением Compose?"

cd application
podman-compose ps
podman-compose port
podman-compose logs

Сценарий "Как остановить и удалить контейнеры?"

cd application
podman-compose down

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Можно ли наблюдать контейнеры средствами podman, а не Compose?

Files

README.md

Latest commit

History

README.md

File metadata and controls

Intro to Podman

Знакомство

Prerequisites

Intro to containerization and Podman 30 мин

Задачи контейнеризации

Контейнеризация vs виртуализация

Ключевые термины контейнеризации

Podman vs другой популярный стиральный порошок

Hands-on practice quest #00: Prerequisites sound-check and tools install 20 мин парной практики + 10 мин дебриф

Given

When участники именуют сценарии, выполняют команды и анализируют их вывод и поведение

Then участники отвечают на вопросы

Жизненный цикл готового образа 30

Зачем нужен образ

Что хранит образ

Как идентифицируется образ

Как создается образ

Как хранится образ

Hands-on practice quest #01: Pre-built disk image lifecycle 20 + 10

Given

When участники именуют сценарии, выполняют команды и анализируют их вывод и поведение

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Жизненный цикл пода и контейнера 30

Hands-on practice quest #02: Pod and Container lifecycle 20 + 10

Given

When участники именуют сценарии, формируют свои сценарии и проверяют их вывод и поведение

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Контейнеризация простого сервиса: автоматическая сборка образа 40

Задачи автоматических сборщиков

Как собрать с Containerfile и Buildah под капотом

Hands-on practice quest #03: Simple java application containerization with Buildah 30 + 10

Given

When участники именуют сценарии, формируют свои команды и проверяют их вывод и поведение

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Изоляция данных 20

Hands-on practice quest #04: Simple stateful application containerization 20 + 10

Given

When участники именуют сценарии, формируют свои команды и проверяют их вывод и поведение

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Оркестрация 40

Задачи оркестраторов

Управление группой контейнеров с Podman Compose

Hands-on practice quest #05: Multi-component stateful application containerization with Compose 30 + 10

Given

When

Then участники делятся проблемами и отвечают на вопросы

Рекомендуемые практики 30

Intro to containerization and Podman ^{30 мин}

Hands-on practice quest #00: Prerequisites sound-check and tools install ^{20 мин парной практики + 10 мин дебриф}

Жизненный цикл готового образа ³⁰

Hands-on practice quest #01: Pre-built disk image lifecycle ^{20 + 10}

Жизненный цикл пода и контейнера ³⁰

Hands-on practice quest #02: Pod and Container lifecycle ^{20 + 10}

Контейнеризация простого сервиса: автоматическая сборка образа ⁴⁰

Как собрать с `Containerfile` и Buildah под капотом

Hands-on practice quest #03: Simple java application containerization with Buildah ^{30 + 10}

Изоляция данных ²⁰

Hands-on practice quest #04: Simple stateful application containerization ^{20 + 10}

Оркестрация ⁴⁰

Hands-on practice quest #05: Multi-component stateful application containerization with Compose ^{30 + 10}

Рекомендуемые практики ³⁰