在这个实验（Lab）中，你将学习如何在 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 上使用 Podman 部署一个多层 Web 应用。你将通过部署一个 MariaDB 数据库容器作为后端，以及一个 Apache Web 服务器容器作为前端，来构建一个完整的解决方案。这种实践经验将指导你完成容器化应用部署的基本步骤，从初始配置到使服务公开可访问。
你将首先运行一个 MariaDB 容器，并在启动时使用环境变量对其进行配置。接下来，你将配置持久性存储以确保数据库的数据持久性，并创建一个自定义网络用于容器间的通信。然后，你将部署 Apache Web 服务器，暴露其端口以测试连通性，最后，学习如何将容器作为 systemd 服务进行管理，以实现稳健、自动化的操作。
在这一步中，你将学习如何运行一个容器化应用，并使用环境变量在启动时对其进行配置。这是容器管理中的一项基本技能，它允许进行灵活且安全的部署。我们将使用官方的 MariaDB 镜像作为示例，因为它需要几个配置参数来初始化数据库。
首先，确保你在正确的工作目录中。本实验（Lab）的所有工作都将在 ~/project 目录内完成。
cd ~/project在运行容器之前，最好明确地从注册中心拉取镜像。这可以确保你在本地拥有正确的版本。为了确保一致性，我们将在此实验（Lab）中使用 mariadb:10.6 镜像。
podman pull mariadb:10.6从 Docker 注册中心选择 mariadb:10.6 镜像。
你应该看到输出，表明镜像正在被下载和提取。
10.6: Pulling from library/mariadb
...
Status: Downloaded newer image for mariadb:10.6
docker.io/library/mariadb:10.6现在，你可以运行 MariaDB 容器了。podman run 命令创建并启动一个新的容器。我们将使用几个标志：
-d：在分离模式（后台）运行容器。--name mariadb_server：为我们的容器分配一个易于记忆的名称。-e VARIABLE=value：在容器内设置一个环境变量。MariaDB 镜像使用这些变量在首次启动时配置数据库。运行以下命令来启动你的 MariaDB 容器。我们正在设置 root 密码，并创建一个名为 webappdb 的新数据库，以及一个专用的用户 webappuser。
podman run -d \
--name mariadb_server \
-e MARIADB_ROOT_PASSWORD=supersecret \
-e MARIADB_DATABASE=webappdb \
-e MARIADB_USER=webappuser \
-e MARIADB_PASSWORD=userpass \
mariadb:10.6该命令将输出一个长的容器 ID，这确认了容器已被创建。
a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2要验证容器是否正在运行，请使用 podman ps 命令。
podman ps你应该在正在运行的容器列表中看到 mariadb_server。
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a1b2c3d4e5f6 mariadb:10.6 "docker-entrypoint.s…" 15 seconds ago Up 14 seconds 3306/tcp mariadb_server最后，让我们检查容器的日志，以确保数据库使用我们提供的环境变量正确初始化。
podman logs mariadb_server滚动浏览日志。你正在寻找一个表明服务器已准备好连接的行，这确认了启动成功。输出将很长，但接近结尾的一个关键的成功消息如下所示：
...
2024-05-20 10:30:00+00:00 [Note] [Entrypoint]: /usr/local/bin/docker-entrypoint.sh: running /docker-entrypoint-initdb.d/
...
2024-05-20 10:30:15+00:00 [Note] mariadbd: ready for connections.
Version: '10.6.x-MariaDB-1:10.6.x+maria~ubu2004' socket: '/run/mysqld/mysqld.sock' port: 3306 mariadb.org binary distribution你已经成功地使用环境变量启动并配置了一个 MariaDB 容器。
在这一步中，你将学习如何为容器配置持久性存储。默认情况下，在容器内创建的任何数据都存储在一个可写层中，该层与容器的生命周期相关联。如果你移除容器，所有这些数据都会丢失。对于像数据库这样的有状态应用来说，这并不理想。为了解决这个问题，我们使用 Podman 卷或绑定挂载（bind mounts）将数据存储在宿主文件系统上，独立于容器。
首先，我们需要移除在上一步中创建的容器，因为我们将使用新的存储配置重新启动它。
停止正在运行的 mariadb_server 容器：
podman stop mariadb_server你将看到容器的名称作为输出，确认命令已收到。
mariadb_server现在，移除已停止的容器：
podman rm mariadb_server同样，容器的名称将被回显。
mariadb_server接下来，在你的宿主机上的 ~/project 目录中创建一个目录。此目录将保存 MariaDB 数据库文件。
mkdir ~/project/mariadb_data在 rootless 模式下使用 Podman 时，我们需要为挂载的目录设置正确的权限。MariaDB 容器以特定用户（UID 999）运行，因此我们需要确保该目录是可访问的。我们将使用 --userns=keep-id 标志并设置适当的权限：
chmod 755 ~/project/mariadb_data现在，再次运行 MariaDB 容器。此命令与上一步中的命令类似，但增加了 -v 标志和 --userns=keep-id 以正确处理用户命名空间映射。-v 标志将宿主机上的 ~/project/mariadb_data 目录挂载到容器内的 /var/lib/mysql 目录中，MariaDB 在该目录中存储其数据。我们使用 $(pwd)/mariadb_data 为 podman 命令提供所需的绝对路径。
podman run -d \
--name mariadb_server \
--userns=keep-id \
-e MARIADB_ROOT_PASSWORD=supersecret \
-e MARIADB_DATABASE=webappdb \
-e MARIADB_USER=webappuser \
-e MARIADB_PASSWORD=userpass \
-v $(pwd)/mariadb_data:/var/lib/mysql:Z \
mariadb:10.6卷挂载上的 :Z 后缀告诉 Podman 使用私有的、未共享的标签重新标记内容，这对于 SELinux 兼容性很重要。
容器启动后，你可以验证数据是否正在存储在你的宿主机上。列出 ~/project/mariadb_data 目录的内容。
ls -l ~/project/mariadb_data由于容器的数据库引擎已经初始化，你将看到在 ~/project/mariadb_data 内部创建了几个文件和目录。这确认了你的数据现在是持久的。即使你移除容器，这些数据也将保留。
total 110632
-rw-rw---- 1 labex labex 16384 May 20 10:45 aria_log.00000001
-rw-rw---- 1 labex labex 52 May 20 10:45 aria_log_control
-rw-rw---- 1 labex labex 983 May 20 10:45 ib_buffer_pool
-rw-rw---- 1 labex labex 12582912 May 20 10:45 ibdata1
-rw-rw---- 1 labex labex 50331648 May 20 10:45 ib_logfile0
-rw-rw---- 1 labex labex 50331648 May 20 10:45 ib_logfile1
drwx------ 2 labex labex 4096 May 20 10:45 mysql
drwx------ 2 labex labex 4096 May 20 10:45 performance_schema
drwx------ 2 labex labex 4096 May 20 10:45 sys
drwx------ 2 labex labex 4096 May 20 10:45 webappdb你已经成功地配置了你的 MariaDB 容器以使用持久性存储，确保你的数据库数据将在容器重启和移除后仍然存在。
在这一步中，你将为你的容器创建一个自定义网络并部署一个 Apache Web 服务器。虽然 Podman 提供了默认网络，但使用自定义网络是最佳实践。它们提供了更好的隔离，并且，最重要的是，能够在容器之间实现自动 DNS 解析。这允许容器使用它们的名称相互通信，这比使用可能更改的 IP 地址更可靠。
首先，让我们为我们的应用程序创建一个自定义桥接网络。我们将它命名为 webapp-network。
podman network create webapp-network该命令将输出新创建的网络的名称。
webapp-network你可以列出所有 Podman 网络，以确认你的网络已成功创建。
podman network ls你应该在列表中看到 webapp-network，以及默认网络。
NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
...
f1e2d3c4b5a6 webapp-network bridge local
...接下来，我们需要在这个新网络上重新创建我们的 mariadb_server 容器。由于此环境中的网络后端配置，我们无法将现有容器连接到新网络。相反，我们将停止并使用新的网络配置重新创建容器。
停止正在运行的 mariadb_server 容器：
podman stop mariadb_server移除已停止的容器：
podman rm mariadb_server现在，使用新网络重新创建 MariaDB 容器。此命令与上一步中的命令类似，但增加了 --network webapp-network 标志：
podman run -d \
--name mariadb_server \
--network webapp-network \
--userns=keep-id \
-e MARIADB_ROOT_PASSWORD=supersecret \
-e MARIADB_DATABASE=webappdb \
-e MARIADB_USER=webappuser \
-e MARIADB_PASSWORD=userpass \
-v $(pwd)/mariadb_data:/var/lib/mysql:Z \
mariadb:10.6现在，让我们部署我们的 Web 服务器。我们将使用官方的 Apache httpd 镜像。首先，在宿主机上创建一个目录来存储你的网站文件。
mkdir ~/project/webapp_content在这个新目录中创建一个简单的 index.html 文件。这将是我们的 Web 应用程序的主页。
echo "<h1>Welcome to My Web App</h1>" > ~/project/webapp_content/index.html为 webapp 内容目录设置正确的权限，以确保 Apache 容器可以访问这些文件：
chmod 755 ~/project/webapp_content现在，运行 Apache httpd 容器。我们将把它连接到我们的 webapp-network 并将 webapp_content 目录挂载为卷。这确保了 Web 服务器可以提供我们刚刚创建的 index.html 文件。
podman run -d \
--name web_server \
--network webapp-network \
-v $(pwd)/webapp_content:/usr/local/apache2/htdocs/:Z \
httpd:2.4让我们分解一下这些选项：
--network webapp-network：将新容器连接到我们的自定义网络。-v $(pwd)/webapp_content:/usr/local/apache2/htdocs/:Z：这会将我们的本地 webapp_content 目录挂载到容器内的 /usr/local/apache2/htdocs/，这是 Apache 提供文件的默认目录。:Z 后缀告诉 Podman 使用私有的、未共享的标签重新标记内容，以实现 SELinux 兼容性。验证两个容器是否都在运行。
podman ps你现在应该在正在运行的容器列表中看到 mariadb_server 和 web_server。
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
6a3f46c0ab3a docker.io/library/mariadb:10.6 mariadbd 29 seconds ago Up 29 seconds 3306/tcp mariadb_server
da5d52ce9c41 docker.io/library/httpd:2.4 httpd-foreground 7 seconds ago Up 7 seconds 80/tcp web_server这两个容器现在都在同一个自定义网络上，并且可以通过名称相互通信。
在这一步中，你将学习如何将容器的端口暴露给宿主机，从而使服务可以从容器的隔离网络外部访问。我们的 Apache Web 服务器正在运行，但我们还不能从宿主机的浏览器或命令行访问它。我们将通过发布容器的端口来解决这个问题。
端口映射是在创建容器时定义的。因此，我们必须首先停止并移除在上一步中创建的 web_server 容器。不用担心网站内容，它在宿主机上的 ~/project/webapp_content 目录中是安全的，因为我们使用了绑定挂载。
首先，停止容器：
podman stop web_serverweb_server接下来，移除已停止的容器：
podman rm web_serverweb_server现在，我们将再次运行 web_server 容器，但这次我们将添加 -p（或 --publish）标志，以将宿主机上的一个端口映射到容器中的一个端口。我们将宿主机上的端口 8080 映射到容器内的端口 80（默认的 HTTP 端口）。
podman run -d \
--name web_server \
--network webapp-network \
-v $(pwd)/webapp_content:/usr/local/apache2/htdocs/:Z \
-p 8080:80 \
httpd:2.4新的标志 -p 8080:80 告诉 Podman 将来自宿主机上端口 8080 的所有流量转发到 web_server 容器内的端口 80。
让我们使用 podman ps 验证容器是否正在运行以及端口是否已正确映射。
podman ps注意 web_server 容器的 PORTS 列。它现在显示了从 0.0.0.0:8080 到 80/tcp 的映射，表明端口已成功暴露。
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
c5d4e3f2a1b6 httpd:2.4 "httpd-foreground" 10 seconds ago Up 9 seconds 0.0.0.0:8080->80/tcp web_server
a1b2c3d4e5f6 mariadb:10.6 "docker-entrypoint.s…" 25 minutes ago Up 25 minutes 3306/tcp mariadb_server最后，让我们使用 curl 命令从我们的宿主机测试连接。这会将一个 HTTP 请求发送到 localhost 的端口 8080。
curl http://localhost:8080你应该看到来自你的 index.html 文件的 HTML 内容作为输出，确认你的 Web 服务器现在可以从宿主机访问。
<h1>Welcome to My Web App</h1>你已经成功地将你的容器化 Web 服务器暴露给宿主机，这是使应用程序可供用户使用的关键一步。
在最后一步中，你将学习如何配置一个容器以自动启动，确保你的服务对崩溃或系统重启具有弹性。在标准的 Red Hat Enterprise Linux 系统上，systemd 是管理服务的主要工具。但是，本实验中的 Podman 环境不直接使用 systemd 来管理容器。
相反，我们将使用 Podman 内置的重启策略来实现相同的结果——自动服务重启。这是确保容器由 Podman 守护进程自动启动的标准、容器原生方式。我们将配置我们的 web_server，以便在它因任何原因停止时始终重新启动。
首先，我们必须移除现有的容器，因为重启策略只能在创建容器时应用。
停止 web_server 容器：
podman stop web_serverweb_server现在移除它：
podman rm web_serverweb_server接下来，使用与之前相同的配置重新创建 web_server 容器，但添加 --restart always 标志。此标志指示 Podman 守护进程监视容器，并在它退出时重新启动它。
podman run -d \
--name web_server \
--network webapp-network \
-v $(pwd)/webapp_content:/usr/local/apache2/htdocs/:Z \
-p 8080:80 \
--restart always \
httpd:2.4容器将照常启动。要确认重启策略已激活，你可以检查容器的配置。
podman inspect web_server --format '{{.HostConfig.RestartPolicy.Name}}'该命令应返回 always，确认策略已设置。
always现在，让我们演示重启策略的工作方式，通过手动重启容器来模拟系统重启或容器故障后会发生的情况。
首先，让我们检查当前的重启策略配置：
podman inspect web_server --format '{{.HostConfig.RestartPolicy.Name}}'这应该显示 always，确认我们的重启策略已配置。
always现在让我们测试手动重启，以模拟故障后的恢复：
podman start web_serverweb_server检查容器是否正在运行：
podman ps你应该看到两个容器都在运行，并且重启策略已到位：
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
e7f6g5h4i3j2 httpd:2.4 "httpd-foreground" About a minute ago Up 5 seconds 0.0.0.0:8080->80/tcp web_server
a1b2c3d4e5f6 mariadb:10.6 "docker-entrypoint.s…" About an hour ago Up About an hour 3306/tcp mariadb_server最后，确认该服务可访问：
curl http://localhost:8080<h1>Welcome to My Web App</h1>理解重启策略：
你配置的 --restart always 策略确保：
注意：在某些实验环境中，自动重启行为可能会因 Podman 配置以及 Podman 系统服务是否正在运行而异。关键的学习目标是理解如何为生产部署配置重启策略。
你已经成功地将你的容器配置为像服务一样被管理，确保它自动保持可用。这完成了容器化应用程序的基本生命周期管理。
在这个实验中，你学习了使用 Podman 在 RHEL 上部署多容器 Web 应用程序的基本过程。你首先通过在运行时传递环境变量，运行了一个 MariaDB 数据库容器，配置了它的初始状态——包括根密码、一个新的数据库和一个专用用户。然后，你为数据库容器配置了持久存储，确保关键数据在容器重启后得以保留。
为了完成应用程序堆栈，你创建了一个自定义网络，以实现容器之间安全、隔离的通信。你将一个 Apache Web 服务器容器部署到这个网络上，并暴露了它的端口以允许外部用户访问。最后，你将 Web 服务器容器与 systemd 集成，将其作为系统服务进行管理，以确保它在启动时自动启动并可靠运行，展示了一个生产就绪的部署模式。
