使用 systemd 单元管理容器环境完全指南

最新推荐文章于 2025-11-22 23:05:15 发布
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1. systemd 管理容器概述

传统服务 vs 容器服务

适用场景分析

2. 场景任务说明

具体需求

3. 创建专用管理用户

为什么需要专用用户？

创建管理用户

4. Podman 登录会话要求

重要限制：Podman 需要完整登录会话

问题根源解析

正确连接方式

5. 初始容器运行测试

运行容器命令详解

验证容器状态

6. 生成 systemd 服务文件

systemd 服务文件位置

生成服务文件的两种模式

模式 1：不使用 --new 选项

模式 2：使用 --new 选项（推荐）

创建服务文件

7. 管理 systemd 用户服务

重新加载 systemd 配置

启动容器服务

检查服务状态

验证容器运行

8. 重要管理原则

systemd 与 Podman 命令的冲突

9. systemd 系统服务 vs 用户服务对比

10. 配置开机启动（用户服务）

用户服务的默认行为问题

启用持久化（linger）

linger 的作用

11. Root 用户 systemd 容器管理

Root 容器管理的不同之处

Root 管理的优势

12. 关键概念解析

1. Rootless 容器

2. systemd 用户服务

3. linger 机制

4. Podman 无状态特性

总结

1. systemd 管理容器概述

传统服务 vs 容器服务

在传统环境中，系统服务（如 Web 服务器、数据库）通常配置为在系统启动时自动运行，并通过 systemctl 命令进行管理。对于容器化服务，我们同样可以使用 systemd 来管理，实现类似的自动化运维体验。

适用场景分析

小型部署：

  • 单个容器主机

  • 无需复杂扩展

  • 适合使用 systemd 管理

大型部署：

  • 需要复杂扩展和编排

  • 推荐使用 Kubernetes 等企业级平台（如红帽 OpenShift）

2. 场景任务说明

具体需求

将基于 httpd24 容器镜像的 webserver1 容器配置为：

  • 系统启动时自动启动

  • 挂载 /app-artifacts 目录作为 Web 服务器内容目录

  • 将本地 8080 端口映射到容器端口

  • 通过 systemctl 命令启动和停止

3. 创建专用管理用户

为什么需要专用用户？

普通用户 vs 系统用户：

  • 普通用户：使用 useradd 创建，系统会自动在 /etc/subuid 文件中为容器保留 ID 范围

  • 系统用户：使用 useradd --system 创建，不会为容器保留 ID 范围，无法运行 Rootless 容器

创建管理用户

sudo useradd appdev-adm
sudo passwd appdev-adm

密码设置过程：

Changing password for user appdev-adm.
New password: redhat
BAD PASSWORD: The password is shorter than 8 characters
Retype new password: redhat
passwd: all authentication tokens updated successfully.

注意：虽然提示密码太短，但仍在 RHEL 学习环境中被接受。

4. Podman 登录会话要求

重要限制：Podman 需要完整登录会话

su appdev-adm
podman info

错误输出：

ERROR[0000] XDG_RUNTIME_DIR directory "/run/user/1000" is not owned by the current user

问题根源解析

  • su 命令：只切换用户身份，不创建完整的登录会话

  • sudo 命令：同样不创建完整登录会话

  • SSH 连接：创建完整的登录会话，满足 Podman 要求

正确连接方式

# 退出当前会话
exit
exit

# 通过 SSH 建立完整登录会话
ssh appdev-adm@host

5. 初始容器运行测试

运行容器命令详解

podman run -d --name webserver1 -p 8080:8080 -v \
~/app-artifacts:/var/www/html:Z registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24

参数解析：

  • -d：后台运行（detached mode）

  • --name webserver1：指定容器名称

  • -p 8080:8080：端口映射（主机端口:容器端口）

  • -v ~/app-artifacts:/var/www/html:Z：卷挂载与 SELinux 上下文

  • registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24：容器镜像

注：端口映射指的是访问主机的8080端口就是在访问容器内部的8080端口

验证容器状态

podman ps

输出分析：

CONTAINER ID IMAGE    COMMAND               CREATED STATUS PORTS    NAMES
cde4a3d8c956 registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24:latest /usr/bin/run-http... 4 seconds ago Up 5 seconds ago 0.0.0.0:8080->8080/tcp webserver1

状态说明：

  • STATUS: Up 5 seconds：容器正常运行

  • PORTS: 0.0.0.0:8080->8080/tcp：端口映射生效

6. 生成 systemd 服务文件

systemd 服务文件位置

  • 系统服务：/etc/systemd/system/

  • 用户服务：~/.config/systemd/user/

生成服务文件的两种模式

模式 1：不使用 --new 选项
podman generate systemd --name webserver1

生成的关键配置：

ExecStart=/usr/bin/podman start webserver1
ExecStop=/usr/bin/podman stop -t 10 webserver1
ExecStopPost=/usr/bin/podman stop -t 10 webserver1

模式特点：

  • 启动时：执行 podman start 启动现有容器

  • 停止时：执行 podman stop 停止容器

  • 不删除容器：容器持久存在

模式 2：使用 --new 选项（推荐）
podman generate systemd --name webserver1 --new

生成的关键配置：

ExecStartPre=/bin/rm -f %t/%n.ctr-id
ExecStart=/usr/bin/podman run --cidfile=%t/%n.ctr-id --cgroups=no-common --rm --sdnotify=common --replace -d --name webserver1 -p 8080:8080 -v /home/appdev-adm/app-artifacts:/var/www/html:Z registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24
ExecStop=/usr/bin/podman stop --ignore --cidfile=%t/%n.ctr-id
ExecStopPost=/usr/bin/podman rm -f --ignore --cidfile=%t/%n.ctr-id

模式特点：

  • 启动时：执行 podman run 创建并启动新容器

  • 使用 --rm 选项：停止时自动删除容器

  • 每次启动都是新容器：确保状态一致性

创建服务文件

# 生成服务文件到当前目录
podman generate systemd --name webserver1 --new --files

# 创建用户 systemd 目录
mkdir -p ~/.config/systemd/user/

# 移动服务文件到正确位置
mv container-webserver1.service ~/.config/systemd/user/

7. 管理 systemd 用户服务

重新加载 systemd 配置

systemctl --user daemon-reload

作用：让 systemd 识别新添加的服务文件

启动容器服务

systemctl --user start container-webserver1.service

检查服务状态

systemctl --user status container-webserver1.service

输出分析：

container-webserver1.service - Podman container-webserver1.service
Loaded: loaded (/home/appdev-adm/.config/systemd/user/container-webserver1.service; disabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Thu 2022-04-28 21:22:26 EDT; 18s ago
Docs: man:podman-generate-systemd(1)
Process: 31560 ExecStartPre=/bin/rm -f /run/user/1003/container-webserver1.service.ctr-id (code=exited, status=0/SUCCESS)
Main PID: 31600 (common)

状态说明：

  • Loaded：服务文件已加载，但未启用开机启动

  • Active: active (running)：服务正在运行

  • Process：显示启动预处理命令执行成功

验证容器运行

podman ps

输出：

CONTAINER ID IMAGE    COMMAND               CREATED    STATUS    PORTS    NAMES
18eb00f42324 registry.access.redhat.com/ubi8/httpd-24:latest /usr/bin/run-http...  28 seconds ago Up 29 seconds ago  0.0.0.0:8080->8080/tcp webserver1

8. 重要管理原则

systemd 与 Podman 命令的冲突

重要警告：使用 systemd 管理容器后，不要再使用 podman 命令直接启动或停止容器，否则会干扰 systemd 的监控和状态管理。

9. systemd 系统服务 vs 用户服务对比

功能系统服务用户服务
单元文件位置/etc/systemd/system/unit.service~/.config/systemd/user/unit.service
重载单元文件systemctl daemon-reloadsystemctl --user daemon-reload
启动/停止服务systemctl start UNIT
systemctl stop UNIT		systemctl --user start UNIT
systemctl --user stop UNIT
开机启动systemctl enable UNITloginctl enable-linger
systemctl --user enable UNIT

10. 配置开机启动（用户服务）

用户服务的默认行为问题

默认情况下，用户服务：

  • 用户登录时启动

  • 用户注销时停止

启用持久化（linger）

# 检查当前状态
loginctl show-user appdev-adm

输出：Linger=no

# 启用 linger
loginctl enable-linger appdev-adm

# 验证配置
loginctl show-user appdev-adm

输出：Linger=yes

linger 的作用

  • 启用后：服务在系统启动时启动，系统关闭时停止

  • 禁用后：服务在用户登录时启动，用户注销时停止

11. Root 用户 systemd 容器管理

Root 容器管理的不同之处

如果以 root 用户身份管理容器：

配置项Root 容器管理Rootless 用户管理
服务文件位置/etc/systemd/system/~/.config/systemd/user/
管理命令systemctl（无 --user）systemctl --user
linger 配置不需要loginctl enable-linger
用户要求不需要专用用户需要专用普通用户

Root 管理的优势

  • 服务像传统 systemd 单元一样工作

  • 不需要用户会话管理

  • 更接近传统服务管理体验

12. 关键概念解析

1. Rootless 容器

定义：普通用户（非 root）运行的容器
优势：

  • 提高安全性

  • 不需要特殊权限

  • 用户隔离更好

2. systemd 用户服务

特点：

  • 在用户级别运行

  • 需要完整的用户会话

  • 默认依赖用户登录状态

3. linger 机制

作用：允许用户服务在用户未登录时继续运行
适用场景：需要长期运行的用户服务

4. Podman 无状态特性

要求：需要完整的登录会话环境
不支持的连接方式：su、sudo
支持的连接方式：SSH、直接登录

总结

通过 systemd 管理容器提供了传统服务管理的便利性，结合了容器技术的灵活性。关键要点：

  1. 专用用户：为容器管理创建专用普通用户

  2. 完整会话：通过 SSH 建立完整登录会话运行 Podman

  3. 服务生成：使用 podman generate systemd --new --files 生成服务文件

  4. 持久化配置：使用 loginctl enable-linger 实现开机启动

  5. 管理分离：使用 systemd 管理后，避免直接使用 podman 命令操作容器

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