18. 容器与虚拟化基础

本章节指导在 RHEL 8.10（主机名 ZSLinux）上使用 SecureCRT 配置容器和虚拟化环境，配合 SecureFX 传输配置文件。内容涵盖 Podman 容器管理、Docker 兼容性、KVM 虚拟化和 Kubernetes 基础集成，以 httpd 容器和 KVM 虚拟机为例，全面实用，适合初学者快速掌握和运维人员日常维护。所有操作在 ZSLinux 环境中测试，确保实验一致性。

18.1 前提条件

• RHEL 8.10 已安装（参考第 1 章），主机名设置为 ZSLinux.
• 使用 SecureCRT 登录（SSH2 协议，端口 2222，参考第 6 章）.
• 使用 SecureFX 传输文件（SFTP 协议）.
• 具有 root 或 sudo 权限.
• 系统已订阅并启用 RHEL 和 EPEL 仓库（参考第 4 和 7 章）.
• 防火墙和 SELinux 启用（参考第 13 章）.
• 网络连接正常，时间同步配置完成（参考第 3 章）.

18.2 容器管理

18.2.1 配置 Podman

• 安装 Podman：

  dnf install -y podman  # 安装 Podman 容器工具

• 配置防火墙和 SELinux：

  firewall-cmd --permanent --add-port=8080/tcp  # 允许 HTTP 容器端口
  firewall-cmd --reload  # 应用防火墙规则
  setsebool -P httpd_can_network_connect 1  # 允许 httpd 容器网络连接

18.2.2 运行和管理容器

• 运行 httpd 容器：

  podman pull registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24  # 拉取 Red Hat UBI httpd 镜像
  podman run -d -p 8080:8080 --name webserver registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24  # 运行 httpd 容器，映射端口

• 管理容器：

  podman ps -a  # 列出所有容器状态
  podman images  # 列出本地镜像
  podman stop webserver  # 停止容器
  podman rm webserver  # 删除容器

18.2.3 配置容器网络和存储

• 创建 Podman 网络：

  podman network create mynetwork  # 创建自定义网络
  podman run -d -p 8080:8080 --name webserver --network mynetwork registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24  # 在自定义网络运行容器

• 配置持久化存储：

  mkdir -p /var/lib/webdata  # 创建持久化存储目录
  podman run -d -p 8080:8080 --name webserver -v /var/lib/webdata:/var/www/html registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24  # 挂载本地目录

18.2.4 Docker 兼容性

• 安装 Docker CE（若需要）：

  dnf config-manager --add-repo=https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo  # 添加 Docker CE 仓库
  dnf install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io  # 安装 Docker CE
  systemctl enable --now docker  # 启用并启动 Docker 服务

• 迁移 Podman 容器到 Docker：

  podman export webserver > webserver.tar  # 导出 Podman 容器
  docker import webserver.tar myhttpd:latest  # 导入到 Docker
  docker run -d -p 8080:80 myhttpd:latest  # 运行 Docker 容器

18.3 虚拟化管理

18.3.1 配置 KVM

• 安装 KVM 和 libvirt：

  dnf install -y @virtualization  # 安装 KVM 和虚拟化工具
  systemctl enable --now libvirtd  # 启用并启动 libvirt 服务

• 配置防火墙：

  firewall-cmd --permanent --add-service=libvirt  # 允许 libvirt 服务
  firewall-cmd --reload  # 应用防火墙规则

18.3.2 创建虚拟机

• 使用 virt-install 创建虚拟机：

  dnf install -y virt-install  # 安装 virt-install 工具
  virt-install --name testvm --ram 2048 --vcpus 2 --disk size=10 --os-variant rhel8.10 --location /path/to/rhel-8.10.iso --noautoconsole  # 创建 RHEL 8.10 虚拟机

18.3.3 使用 virt-manager

• 安装 virt-manager：

  dnf install -y virt-manager  # 安装 virt-manager 图形工具

• 启动 virt-manager（需 X11 转发，参考 SecureCRT 设置）：

  virt-manager  # 启动 virt-manager 管理虚拟机

18.3.4 Kubernetes 基础集成

• 安装 minikube for single-node Kubernetes：

  dnf install -y minikube  # 安装 minikube
  minikube start --driver=libvirt  # 使用 libvirt 驱动启动 minikube

• Deploy httpd pod：

  kubectl create deployment httpd --image=registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24  # 创建 httpd 部署
  kubectl expose deployment httpd --port=8080 --type=NodePort  # 暴露服务

18.4 验证

• 验证 Podman 容器：

  podman ps -a  # 检查容器状态
  curl http://localhost:8080  # 测试 httpd 容器访问
  podman inspect webserver | grep Network  # 检查容器网络配置

• 验证 Docker：

  docker ps -a  # 检查 Docker 容器状态
  systemctl status docker  # 检查 Docker 服务

• 验证 KVM 虚拟机：

  virsh list --all  # 列出所有虚拟机
  virsh start testvm  # 启动虚拟机

• 验证 Kubernetes：

  kubectl get pods  # 检查 pod 状态
  kubectl get services  # 检查服务暴露端口

• 测试 SSH 连接：

  ssh -p 2222 testuser@ZSLinux  # 测试 SSH 连接（参考第 6 章）

• 常见问题：
  • 容器无法访问：检查防火墙（firewall-cmd --list-ports）或 SELinux（ausearch -m avc）。
  • KVM 虚拟机不启动：确认 libvirtd 状态（systemctl status libvirtd）或 ISO 文件路径。
  • Kubernetes 部署失败：检查 minikube 状态（minikube status）或 Podman/Docker 驱动。

18.5 实践任务

1. 使用 SecureCRT 登录 ZSLinux，运行 httpd 容器并验证网页访问。
2. 配置 Podman 持久化存储并测试数据保留。
3. 创建 KVM 虚拟机并验证其状态。
4. 部署 minikube 和 httpd pod，验证服务访问。

18.6 自测问题

• 问题：如何查看运行中的容器？
  • 答案：podman ps -a
• 问题：如何创建 KVM 虚拟机？
  • 答案：virt-install --name testvm --ram 2048 --vcpus 2 --disk size=10 --os-variant rhel8.10 --location /path/to/rhel-8.10.iso
• 问题：如何启动 minikube？
  • 答案：minikube start --driver=libvirt