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25. 容器与虚拟化基础

本章节指导在 RHEL 9（主机名 LinuxDC）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 LinuxDC 环境中测试，确保实验一致性。

25.1 前提条件

  • RHEL 9 已安装（参考第 1 章），主机名设置为 LinuxDC。
  • 使用 SecureCRT 登录（SSH2 协议，端口 2222，参考第 9 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 2 和第 5 章）。
  • 防火墙和 SELinux 启用（参考第 12 章）。
  • 网络连接正常，时间同步配置完成（参考第 4 章）。
  • KVM 虚拟化支持已启用（检查 lsmod | grep kvm），RHEL 9 ISO 文件已准备（参考第 1 章）。

💡 提示：RHEL 9 默认使用 Podman 作为容器引擎，支持 rootless 操作。在 RHEL 10 中，Podman 和 KVM 支持更多内置 AI 辅助的资源管理和自动化编排，提升虚拟化效率。

25.2 容器管理（Podman）

25.2.1 安装 Podman

  • 安装 Podman： 
    dnf install -y podman  # 安装 Podman

25.2.2 运行容器（示例：httpd）

  • 拉取并运行容器： 

    podman pull registry.access.redhat.com/ubi9/httpd-24  # 拉取 UBI httpd 镜像
podman run -d --name myhttpd -p 8080:8080 registry.access.redhat.com/ubi9/httpd-24  # 运行容器，映射端口

  • 验证容器： 

    podman ps -a  # 查看所有容器
podman logs myhttpd  # 查看日志
curl localhost:8080  # 测试网页访问

🧠 知识点：Podman 无守护进程，支持 pod 概念。防火墙：firewall-cmd --add-port=8080/tcp。

25.2.3 配置持久化存储

  • 创建卷并运行容器： 

    podman volume create mydata  # 创建卷
podman run -d --name myhttpd-persist -p 8080:8080 -v mydata:/var/www/html registry.access.redhat.com/ubi9/httpd-24  # 挂载卷

  • 测试数据保留： 

    podman exec -it myhttpd-persist bash  # 进入容器
echo "Persistent Data" > /var/www/html/test.html  # 创建文件
exit
podman stop myhttpd-persist && podman rm myhttpd-persist  # 移除容器
podman run -d --name myhttpd-new -p 8080:8080 -v mydata:/var/www/html registry.access.redhat.com/ubi9/httpd-24  # 新容器挂载同一卷
curl localhost:8080/test.html  # 验证数据保留

💡 提示：Podman 支持 Docker 兼容（podman-docker 包）。在 RHEL 10 中，Podman 增强了 volume 加密和自动备份支持。

✅ 检查点：数据在新容器中可用。

25.2.4 Docker 兼容性

  • 安装 Docker 兼容层： 
    dnf install -y podman-docker  # 启用 Docker CLI 兼容
docker ps  # 使用 Docker 命令（实际调用 Podman）

🧠 知识点：Podman 提供无缝 Docker 迁移，无需 daemon。

25.3 KVM 虚拟化

25.3.1 安装 KVM

  • 安装 KVM 工具： 
    dnf install -y @virtualization  # 安装虚拟化组
systemctl enable --now libvirtd  # 启用 libvirtd 服务

25.3.2 创建 KVM 虚拟机

  • 创建虚拟机（示例：RHEL 9 VM）： 

    virt-install --name testvm --ram 2048 --vcpus 2 --disk size=10 --os-variant rhel9.0 --location /path/to/rhel-9.x-x86_64-dvd.iso --network bridge=virbr0 --graphics none --console pty,target_type=serial

  • 管理虚拟机： 

    virsh list --all  # 查看所有 VM
virsh start testvm  # 启动 VM
virsh console testvm  # 连接控制台（Esc + Ctrl + ] 退出）
virsh shutdown testvm  # 关闭 VM

🧠 知识点：KVM 使用 QEMU 模拟硬件。防火墙：firewall-cmd --add-service=libvirt。

✅ 检查点：virsh list 显示 running，VM 安装完成。

25.4 Kubernetes 基础集成（Minikube）

25.4.1 安装 Minikube

  • 安装 Minikube： 
    curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube  # 安装 Minikube
minikube start --driver=podman  # 启动 Minikube（使用 Podman 驱动）

25.4.2 部署 httpd Pod

  • 配置 kubectl： 

    alias kubectl="minikube kubectl --"  # 别名 kubectl

  • 创建 Deployment： 

    kubectl create deployment httpd --image=registry.access.redhat.com/ubi9/httpd-24  # 创建 httpd Deployment
kubectl expose deployment httpd --type=NodePort --port=8080  # 暴露服务
minikube service httpd  # 获取访问 URL

  • 验证： 

    kubectl get pods  # 查看 Pod 状态
curl <minikube service URL>  # 测试访问

🧠 知识点：Minikube 是单节点 K8s 测试环境。其他驱动：--driver=libvirt（KVM）。

✅ 检查点：Pod running，服务可访问。

25.3 常见问题与排查

🔍 故障排查：

  • 问题 1：Podman 容器未启动
    解决：podman logs <container> 检查日志，podman inspect <container> 查看配置。

  • 问题 2：KVM VM 启动失败
    解决：virsh dumpxml testvm 检查 XML，journalctl -u libvirtd 查看日志。

  • 问题 3：Minikube 未运行
    解决：minikube status，检查驱动（minikube start --driver=podman）。

  • 问题 4：SELinux 阻挡
    解决：ausearch -m avc，setsebool -P container_manage_cgroup 1（Podman）或 virt_use_execmem 1（KVM）。

25.4 实践任务

  1. 使用 SecureCRT 通过 SSH（端口 2222）登录 LinuxDC，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。

✅ 检查点：容器/KVM/Minikube 运行正常，访问成功。

25.5 自测问题

  • 问题 1：如何查看运行中的容器？
    答案：podman ps -a

  • 问题 2：如何创建 KVM 虚拟机？
    答案：virt-install --name testvm --ram 2048 --vcpus 2 --disk size=10 --os-variant rhel9.0 --location /path/to/rhel-9.x-x86_64-dvd.iso

  • 问题 3：如何启动 minikube？
    答案：minikube start --driver=podman

🧾 总结：
本章完整介绍了 RHEL 9 容器与虚拟化基础的配置，包括 Podman、KVM 和 Minikube 的使用。这些技能桥接传统虚拟化和现代容器化，为后续云与混合环境集成提供技术基础。