1. 介绍
容器技术的演进及其重要性
近年来，容器技术在应用开发和运维中的重要性迅速提升。尤其是通过对齐开发和生产环境来确保可复现性的能力，受到了工程师们的广泛支持。
Docker 长期以来一直是该领域的主导方案，但近年来，Podman 作为一种强有力的替代方案崭露头角。Podman 提供了与 Docker 几乎相同的 CLI（命令行界面），同时具备 无守护进程架构、轻量化运行以及 无需 root 权限的无特权执行 等关键优势。
为什么选择 “Podman + Dockerfile + Ubuntu”？
本文通过结合三大要素：Podman、Dockerfile 与 Ubuntu，阐述 Linux 上的现代容器操作。
- Ubuntu 是一种被广泛使用的 Linux 发行版，适合初学者和高级用户。
- Dockerfile 充当构建容器镜像的蓝图。
- 而 Podman 是下一代工具，能够实现更灵活、更安全的容器管理。
随着安全意识的提升，在 Ubuntu 上使用 Podman 搭配 Dockerfile 已成为个人开发者和企业环境的热门选择。
目的与受众
本文的目标是仔细阐述如何在 Ubuntu 上使用 Podman 编写 Dockerfile 并创建实用容器。
本文面向的读者包括：
- 有 Docker 使用经验并对 Podman 感兴趣的读者
- 希望安全管理容器的 Ubuntu 用户
- 计划在工作中采用容器技术的工程师
- 想尝试编写 Dockerfile 并使用 Podman 构建镜像的初学者
除了基础使用外，本文还涵盖故障排除技巧、与 Docker 的关键差异以及迁移策略。
2. 什么是 Podman？
Podman 基本概述
Podman（Pod Manager） 是由 Red Hat 主导的社区开发的下一代容器管理工具。与 Docker 类似，它能够构建、运行和管理符合 OCI（开放容器倡议）标准的容器，但其设计理念和架构有显著差异。
最显著的特性是 Podman 不需要守护进程。这实现了 轻量且安全的运行。Podman 还支持 无特权模式，允许普通用户在无需提升权限的情况下管理容器。其与 Docker 的 CLI 兼容性极高，使迁移过程相对直接。
Podman 的关键特性
以下是 Podman 的主要特性：
无守护进程架构
Podman 不依赖后台守护进程来管理容器。这使得资源使用更高效，避免了不必要的后台服务。
无特权（非管理员用户）支持
Podman 允许 非管理员用户启动和管理容器。这在多用户或服务器环境中大幅提升安全性，并显著降低安全风险。
与 Docker 兼容的 CLI
Podman 使用几乎相同的命令结构与 Docker。例如，以下 Docker 命令在 Podman 中几乎可以同样使用：
podman build -t myimage .
podman run -it myimage bash
因此，Docker 用户可以几乎无缝迁移。
Pod 功能
Podman 融入了 Kubernetes 的 “Pod” 概念，使 多个容器能够作为单一逻辑单元进行管理。这使得 Podman 与 Kubernetes 高度兼容，并实现了从本地开发到云环境的平滑过渡。
与 Ubuntu 的兼容性
虽然 Podman 在 Fedora 和基于 RHEL 的发行版中被广泛采用，但它也 在 Ubuntu 上运行稳定。可以通过官方仓库进行相对简单的配置安装。自 Ubuntu 20.04 LTS 起，软件包支持显著提升，降低了上手门槛。
3. 在 Ubuntu 上安装 Podman
开始之前：先决条件
在 Ubuntu 上安装 Podman 之前，首先检查你的 Ubuntu 版本。Podman 官方推荐 Ubuntu 20.04 LTS 或更高版本。在较旧的版本中，所需的软件包可能在官方仓库中不可用。
你可以使用以下命令查看 Ubuntu 版本：
lsb_release -a
安装 Podman 需要 sudo 权限。即使你计划以无根模式使用 Podman，安装过程中仍然需要管理员权限。
从 Ubuntu 官方仓库安装 Podman
在最近的 Ubuntu 版本（如 20.04 或 22.04）上，Podman 可以通过 APT 轻松安装。
sudo apt update
sudo apt install -y podman
安装完成后，通过检查版本来验证 Podman 是否正确安装：
podman --version
使用官方 PPA 安装最新版本
Ubuntu 默认仓库中提供的 Podman 版本往往略显陈旧。如果你想使用最新特性，可以从 官方 PPA 安装 Podman。
. /etc/os-release
echo "deb https://download.opensuse.org/repositories/devel:/kubic:/libcontainers:/stable/xUbuntu_${VERSION_ID}/ /" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/devel:kubic:libcontainers:stable.list
curl -L https://download.opensuse.org/repositories/devel:kubic:libcontainers:stable/xUbuntu_${VERSION_ID}/Release.key | sudo apt-key add -
sudo apt update
sudo apt install -y podman
此方法可让你使用 相当于 Red Hat 和 Fedora 系统上的最新 Podman 版本。
基本 Podman 功能测试
安装后，执行一个简单的测试以确认 Podman 正常工作：
podman info
该命令会显示 Podman 的配置信息、版本以及支持的功能（如无根模式）。
你还可以通过运行官方的 Alpine Linux 镜像来测试容器执行：
podman run --rm -it alpine sh
如果 shell 成功启动，说明 Podman 正常运行。
4. Dockerfile 基础及在 Podman 中的使用
什么是 Dockerfile？
Dockerfile 是用于构建容器镜像的蓝图。它是一个文本文件，定义了诸如基础镜像、要安装的包以及要复制的文件等指令。
基于该文件，Podman 和 Docker 等容器工具可以 自动构建一致的环境。
常见的 Dockerfile 指令包括：
FROM ubuntu:22.04
RUN apt update && apt install -y curl
COPY ./app.sh /usr/local/bin/app.sh
CMD ["bash", "/usr/local/bin/app.sh"]
此示例在 Ubuntu 基础镜像上安装软件包，复制脚本，并定义默认执行命令。
在 Podman 中使用 Dockerfile
Podman 可以像 Docker 一样，从 Dockerfile 构建容器镜像。
1. 准备项目目录
创建如下目录结构：
project/
├── Dockerfile
└── app.sh
app.sh 文件可以包含一个简单脚本：
#!/bin/bash
echo "Hello from Podman container!"
为脚本添加可执行权限：
chmod +x app.sh
2. 使用 Podman 构建镜像
在包含 Dockerfile 的目录中运行以下命令：
podman build -t mypodmanapp .
这会创建一个名为 mypodmanapp 的容器镜像。
3. 验证构建的镜像
你可以使用以下命令列出可用镜像：
podman images
4. 运行容器
使用构建好的镜像启动容器：
podman run --rm mypodmanapp
如果配置正确，输出 Hello from Podman container! 将会显示。
Dockerfile 与 Containerfile
在 Podman 中，使用 Dockerfile 语法的文件也可以称为 Containerfile。这种命名体现了对 Docker 独立术语的需求。
Dockerfile 与 Containerfile 在功能上没有区别。两者都被 Podman 完全支持。
podman build -f Containerfile -t myimage .
您可以使用 -f 选项显式指定文件名。
5. 实用示例：创建基于 Ubuntu 的容器
基于 Ubuntu 创建 Dockerfile
接下来，我们将逐步演示一个实用示例，基于 Ubuntu 创建 Dockerfile，以及 使用 Podman 构建和运行容器镜像。
首先，创建以下简单的 Dockerfile：
FROM ubuntu:22.04
RUN apt update && \
apt install -y curl && \
apt clean
COPY hello.sh /usr/local/bin/hello.sh
RUN chmod +x /usr/local/bin/hello.sh
CMD ["/usr/local/bin/hello.sh"]
此 Dockerfile 执行以下操作：
- 使用官方的 Ubuntu 22.04 镜像作为基础
- 安装
curl软件包 - 将主机上的
hello.sh复制到容器中 - 将
hello.sh设置为默认执行脚本
接下来，创建一个名为 hello.sh 的简单 shell 脚本：
#!/bin/bash
echo "Hello, this output is from a Podman container!"
为脚本授予执行权限：
chmod +x hello.sh
使用 Podman 构建镜像
文件准备好后，使用以下命令构建镜像：
podman build -t ubuntu-hello .
-t ubuntu-hello 选项为镜像分配标签名称，末尾的 . 指定包含 Dockerfile 的目录。
如果构建成功完成，镜像将被存储在本地。
podman images
您可以使用此命令验证镜像是否已创建。
运行并验证已构建的镜像
使用以下命令从新构建的镜像运行容器：
podman run --rm ubuntu-hello
示例输出：
Hello, this output is from a Podman container!
--rm 选项在执行后自动删除容器，非常适合用于测试。
可选：运行交互式容器
如果您想直接与容器交互，可以使用 -it 选项启动容器并运行 Bash：
podman run -it ubuntu-hello bash
这使您可以将容器用作轻量级的基于 Ubuntu 的开发环境。
6. 有用的 Podman 功能与技巧
Podman 的优势：灵活性与安全性
在保持与 Docker 兼容性的同时，Podman 提供了 实现更灵活、更安全的容器操作的功能。本节介绍了在日常工作流中特别有用的实用功能和技巧。
使用无根模式实现安全操作
Podman 最强大的功能之一是 无根模式，它允许 普通用户在无需管理员权限的情况下启动、停止和管理容器。
您可以像下面这样在不使用 sudo 的情况下运行容器：
podman run -it ubuntu bash
由于此操作限制在用户的主目录中，对系统整体的影响被降到最低。无根模式在共享服务器和开发环境中尤为有用。
使用 systemd 集成实现自动启动
Podman 支持 与 systemd 的原生集成，使容器能够自动作为 Linux 服务运行。
您可以使用以下命令为容器生成 systemd 服务单元：
podman generate systemd --name mycontainer --files --restart-policy=always
此命令将在 ~/.config/systemd/user/ 下创建单元文件。生成后，按如下方式启用并启动服务：
systemctl --user daemon-reexec
systemctl --user enable --now container-mycontainer.service
此配置确保 容器在系统启动时自动启动。
使用 podman-compose 管理多个容器
除了管理单个容器外，Podman 还支持 多容器编排。通过使用 podman-compose，您可以实现类似 Docker Compose 的功能。
使用 pip 安装 podman-compose：
pip install podman-compose
由于它在很大程度上兼容 docker-compose.yml 文件，您通常可以重用现有的配置。
启动服务只需运行：
podman-compose up -d
即使使用 Podman，也能让您 瞬间重现完整的开发环境。
其他有用的命令和技巧
清理未使用的镜像和容器
podman system prune -a
此命令会删除未使用的容器、镜像和临时文件，帮助保持存储空间的整洁。
启用命令补全（bash/zsh）
您可以通过以下软件包安装命令补全支持：
sudo apt install podman-docker
这为 Podman 启用了类似 Docker 的命令补全，提高了工作效率。
7. 迁移指南：从 Docker 到 Podman
为什么迁移到 Podman 正受到关注
Docker 长期以来一直是容器技术的代名词，但近年来，向更轻量、更安全的替代方案 Podman 转变的趋势日益增强。尤其是 Red Hat Enterprise Linux（RHEL）和 Fedora 已减少对 Docker 的支持，并将 Podman 设为默认容器引擎，这促使许多组织考虑迁移。
本节阐述 从 Docker 平稳迁移到 Podman 的实用步骤和重要注意事项。
Docker 与 Podman 之间的命令兼容性
Podman 保持了与 Docker 高度兼容的 CLI，允许大多数命令 直接替换且无需修改。
| Docker | Podman |
|---|---|
docker build -t myapp . | podman build -t myapp . |
docker run -it myapp | podman run -it myapp |
docker images | podman images |
docker ps | podman ps |
这使得 无需更改工作流程即可切换到 Podman，这也是其最大优势之一。
通过 podman-docker 实现完整兼容性
如果现有脚本、CI/CD 流水线或工具假设存在 docker 命令，您可以安装 podman-docker 软件包，使 Podman 成为即插即用的替代品。
sudo apt install podman-docker
安装后，docker 命令将成为指向 Podman 的符号链接：
which docker
# → /usr/bin/docker → symbolic link to podman
这使得 基于 Docker 的现有脚本可以在 Podman 上运行且无需修改。
用 podman-compose 替代 docker-compose
对于使用 Docker Compose 定义多容器环境的项目，podman-compose 提供了兼容的替代方案。
虽然兼容性总体较高，但请注意以下限制：
- 某些 Compose 选项（如
depends_on）可能不受支持或行为不同 - 事件日志和健康检查行为可能存在差异
对于典型的配置，如 Web 服务器与数据库的组合，迁移通常相当直接。
迁移镜像和卷
本地存储的 Docker 镜像无法被 Podman 直接访问。您必须重新拉取或导出后再导入。
选项 1：使用 Podman 重新拉取镜像
podman pull ubuntu:22.04
选项 2：从 Docker 导出并导入到 Podman
# Export from Docker
docker save myimage > myimage.tar
# Import into Podman
podman load < myimage.tar
这使得 Docker 构建的镜像可以在 Podman 中复用。
其他迁移注意事项
- 无根操作差异：Docker 通常假设以 root 身份运行，而 Podman 设计为无根操作
- 守护进程架构：Podman 无守护进程，这改变了后台进程的管理方式
- 日志和数据存储位置 不同，迁移时应进行审查
8. 常见问题解答 (FAQ)
Q1. Podman 与 Docker 的主要区别是什么？
A1. 最显著的区别是 Podman 在没有守护进程的情况下运行。这使得操作更轻量、更安全。Podman 还支持 无根模式，能够在不提升权限的情况下管理容器。与 Docker 的 CLI 兼容性非常高。
Q2. Dockerfile 与 Containerfile 有何区别？
A2. 实际上 没有功能上的区别。两者都使用相同的语法来描述容器构建指令。
在符合 OCI 标准的项目中更倾向使用 Containerfile 这个名称，以避免 Docker 专有的术语。实际使用中，Dockerfile 在 Podman 中也能完美工作。
Q3. Docker Compose 能在 Podman 中使用吗？
A3. Docker Compose 并未直接受支持，但可以使用 podman-compose 作为替代方案。它能够在 Podman 环境中解释 docker-compose.yml 文件。
某些选项（例如 depends_on）存在限制，因此 对于复杂的部署建议进行测试。
Q4. Podman 在 Ubuntu 上运行稳定吗？
A4. 是的。Podman 在 Ubuntu 20.04 LTS 及以后版本 上运行稳定。它已收录在官方的 Ubuntu 软件源中，可通过 apt 轻松安装。对于更新的版本，也可以使用 PPA 进行安装。
Q5. 使用无根模式是否有局限？
A5. 无根模式会限制某些特权操作以及绑定 1024 以下的端口。不过，这些限制通常可以通过端口转发来绕过。对于大多数使用场景，无根模式是完全可行的。
Q6. Podman 能拉取与 Docker Hub 相同的镜像吗？
A6. 可以。Podman 默认可以从 Docker Hub 拉取镜像。在某些环境下，可能需要显式指定注册表和命名空间：
podman pull docker.io/library/ubuntu
Podman 还支持其他注册表，例如 Quay.io 和 GitHub Container Registry。
Q7. Podman 适合生产环境吗？
A7. 可以。Podman 包含生产使用所需的功能，例如 兼容 Kubernetes 的 pod 概念 和 systemd 集成。在对安全性要求较高的环境中，Podman 可能比 Docker 更合适。
Podman 已经是 RHEL 和 Fedora 的默认容器引擎，并在生产环境中得到广泛采用。
