Linux容器虚拟技术LXC简明手册

LXC容器虚拟化

经过一些折腾，初步在自己的工作笔记本上部署了LXC虚拟。这是一个非常轻量级的虚拟解决方案，特别适合硬件有限的测试环境，也是我们系统管理员技术锻练的良好环境。

一些介绍信息，请参考 Linux容器虚拟化技术介绍

安装

以下安装实践是在Gentoo x86_64平台上实现的，如果采用Red Hat系统或Debian，应该只是在软件安装上有区别，但使用配置方法应该相同。

 

安装lxc用户工具

• 同步portage树

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emerge --sync

• 由于当前LXC软件包被masked(尚不成熟)，所以需要手工去除屏蔽。

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echo app-emulation/lxc >> /etc/portage/package.unmask

echo app-emulation/lxc >> /etc/portage/package.keywords

• 安装

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emerge -av lxc

当编译安装完成时，可能会看到列出的内核参数有哪些没有被激活。
完整的内核要求如下

# namespacesCONFIG_NAMESPACES / "Namespaces"CONFIG_UTS_NS / "Utsname namespace"CONFIG_IPC_NS / "Ipc namespace"CONFIG_PID_NS / "Pid namespace"CONFIG_USER_NS / "User namespace"CONFIG_NET_NS / "Network namespace"DEVPTS_MULTIPLE_INSTANCES / "Multiple /dev/pts instances"

# control groupsCONFIG_CGROUPS / "Cgroup"CONFIG_CGROUP_NS / "Cgroup namespace"CONFIG_CGROUP_DEVICE / "Cgroup device"CONFIG_CGROUP_SCHED / "Cgroup sched"CONFIG_CGROUP_CPUACCT / "Cgroup cpu account"CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR / "Cgroup memory controller"CONFIG_CPUSETS / "Cgroup cpuset"# miscCONFIG_VETH / "Veth pair device"CONFIG_MACVLAN / "Macvlan"CONFIG_VLAN_8021Q / "Vlan"

将以上配置添加到内核编译配置文件中重新编译内核。Red Hat 和 Debian尚没有实践，不过发行版本通常会通过模块方式或预编译支持这些参数，可能不需要调整。

安装Guest操作系统

在网络配置上，是将虚拟机的虚拟交换机br0和虚拟网卡dummy0绑定，这样可以不占用公司网络资源作为虚拟内网运行。如果要将虚拟机对外提供服务，则绑定实际物理网卡如eth0。

• 设置网络

配置 /etc/conf.d/net

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bridge_br0="dummy0"

config_dummy0="null"

config_br0="10.1.11.1/32 brd 10.1.11.255"

routes_br0="10.1.11.0/24 via 10.1.11.1"

然后设置软连接

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cd /etc/init.d

ln -s net.lo net.br0

启动

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/etc/init.d/net.br0 start

• 要允许容器中主机访问外部

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iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE

sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

cgroup挂载设置

设置cgroup挂载（参考 http://lxc.teegra.net/ ）

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mkdir -p /cgroup

mount none -t cgroup /cgroup

为每次启动系统时自动挂载，在/etc/fstab中添加

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none            /cgroup     cgroup      defaults    0 0

案例安装

https://www.granite-mtn.net/xwiki/bin/view/Howto/Linux+Containers 提供了各种guest安装的案例，比较简单易用。
https://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-lxc-containers/ 是IBM发起的LXC项目，详细介绍了如何build一个debian系统

安装debian虚拟机

• 安装debootstrap工具

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emerge dev-util/debootstrap

• 创建一个debian容器

sid是debian的unstable版本代号，不过debian的unstable相比较很多其他发行版本，已经是很稳定的版本了。只不过debian质量控制要求很高，stable版本往往选择“久经考验”的软件版本所以不能尝试最新的开源技术，采用debian的unstable版本可以使用最前沿的开 源技术，对于我们日常应用已经足够稳定。对于服务器部署，可以采用stable版本。

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mkdir -p /lxc/debian

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debootstrap sid /lxc/debian http://ftp.us.debian.org/debian/

如果要创建大量的container，则可以生成一个tar包以便今后安装

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debootstrap --make-tarball=sid.packages.tgz sid http://debian.osuosl.org/debian/

• 配置文件/etc/lxc/lxc-debian.conf

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# Container with network virtualized using a pre-configured bridge named br0 and

# veth pair virtual network devices

lxc.utsname = debian

lxc.network.type = veth

lxc.network.flags = up

lxc.network.link = br0

lxc.network.hwaddr = 4a:49:43:49:79:bf

lxc.network.ipv4 = 10.1.11.2/24

lxc.network.name = eth0

lxc.mount = /lxc/debian/fstab

lxc.rootfs = /lxc/debian

• 配置启动挂载/lxc/debian/fstab

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/dev  /lxc/debian/dev none bind 0 0

/dev/pts /lxc/debian/dev/pts  none bind 0 0

#/proc/self/fd/0 /lxc/debian/dev/console none bind 0 0

• 创建容器

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lxc-create -n debian -f /etc/lxc/lxc-debian.conf

• 启动容器

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lxc-start -n debian

不过，实践中也存在一个问题：没有出现终端。
这个问题我尚未解决，应该和我的Gentoo主机系统的内核有关，我自己的VPS系统也存在这样的问题，还需要查找一下原因。
根据 http://lxc.teegra.net/ 说明， udev 是不能在lxc虚拟容器中工作的。参考 http://wiki.debian.org/udev ，在debian中，udevd服务，是由于初始化脚本 /etc/rcS.d/udev启动的，配置文件为 /etc/udev/udev.conf。

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cd /lxc/debian/etc/rcS.d

ls -l S02udev

lrwxrwxrwx 1 root root 14 Sep 12 21:34 S02udev -> ../init.d/udev

删除这个启动脚本

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rm S02udev

有关debian/ubuntu虚拟机安装

http://sourceforge.net/projects/lxc-provider/ 提供了debian和ubuntu的基础container包，可以下载作为debian系列的基础虚拟容器，并进一步安装调试。

安装fedora虚拟机

http://people.redhat.com/~rjones/febootstrap/ 提供了类似Debian debootstrap的工具 febootstrap，可以用来生成fedora基本安装的虚拟机，不过和debootstrap相比，当前尚有一些限制。
根据”About febootstrap”说明有：

• • febootstrap是一个创建Fedora启动文件系统的工具，类似debootstrap，不需要以root用户身份运行。
  • febootstrap提供了工具来直接创建 initrd.img映像（initramfs），并且通过删除一些不需要的文件来减小系统空间占用。

依赖软件：

• • fakeroot
  • fakechroot >= 2.9
  • yum
  • perldoc 只用于生成文档
  • bash
  • gcc
  • libext2fs
  • /sbin/mke2fs 是e2fsprogs的一部分

我使用的是Gentto操作系统，采用如下方法安装依赖

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emerge sys-apps/fakeroot sys-apps/fakechroot sys-apps/yum

perldoc、libext2fs、mke2fs在常规的Gentoo安装中已经具备。

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wget http://people.redhat.com/~rjones/febootstrap/files/febootstrap-2.9.tar.gz

tar xfz febootstrap-2.9.tar.gz

cd febootstrap-2.9

./configure

make

make install

• 安装基本系统

我这里安装的是fedora 13 x86_64

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mkdir /lxc/fedora-13

febootstrap fedora-13 /lxc/fedora-13

以上安装fedora的方法仅供参考，我在实践中尚存在问题（执行时python脚本错误），但总体思路应该是正确的，有待后续解决。

采用vserver的虚拟机作为LXC的虚拟机

我以前一直使用VServer作为容器虚拟机，现在转到LXC平台后，准备继承使用以往已经构建好的VServer虚拟机。
在网上，已经有人提出可以使用OpenVZ虚拟机(也是一种容器虚拟机技术)作为LXC的虚拟机，以此类推，我相信也能够使用VServer虚拟机来转换为LXC虚拟机。
经过一些摸索，通过修改启动sysinit脚本，实现了VServer虚拟机的转换。

• 原本VServer采用的init脚本和标准的Redhat init脚本不同，我查看了虚拟机中的/etc/inittab，依样画葫芦，先复制标准init脚本到LXC的init脚本

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cd /lxc/centos/etc/rc.d

cp rc.sysinit rc.sysinit.lxc

由于LXC虚拟机中不能使用udev所以注释掉以下段落（根据 http://lxc.teegra.net/ 说明， udev 是不能在lxc虚拟容器中工作的。）

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#nashpid=$(pidof nash 2>/dev/null)

#[ -n "$nashpid" ] && kill $nashpid >/dev/null 2>&1

#unset nashpid

#/sbin/start_udev

• 修改/lxc/centos/etc/inittab，将启动脚本指向rc.sysinit.lxc

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# System initialization.

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit.lxc

• 启动虚拟机

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lxc-start -n centos

虽然没有显示出终端（这个问题有待后续解决），但是已经启动了ssh，所以可以通过ssh远程登录系统。

其他需要解决的问题

• 解决LXC虚拟机无法使用df命令

实际上，在LXC虚拟机中，是不需要挂载任何文件系统的，所有的文件系统都已经在Host主机上挂载了，在LXC主机中是没有挂载外部设备的权限的。
但是，为了能够在guest中也能使用df，可以采用手工生成guest虚拟机中的/etc/mtab文件来反映内核挂载。实际上，可以参考Host主机的/etc/mtab，将对应希望在guest虚拟机中看到的内容复制过去。例如，在guest中也添加

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echo "rootfs / rootfs rw 0 0" > /etc/mtab

然后，就可以使用df命令显示磁盘空间。

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df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted onrootfs                108G   99G  4.1G  97% /

这个命令可以存放在启动脚本中执行，并且可以添加其他内容

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echo "rootfs / rootfs rw 0 0" > /etc/mtab

echo "devpts /dev/pts devpts rw,nosuid,noexec,relatime,gid=5,mode=620,ptmxmode=000 0 0" >> /etc/mtab

echo "proc /proc proc rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0" >> /etc/mtab

echo "sysfs /sys sysfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0" >> /etc/mtab

echo "shm /dev/shm tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0" >> /etc/mtab

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df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted onrootfs                108G   99G  4.1G  97% /shm                    10M  172K  9.9M   2% /dev/shm

• LXC和VServer不同，可以在guest虚拟机中设置路由，所以在虚拟机中，可以手工设置缺省网关

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route add default gw 10.1.11.1

netstat -rn

Kernel IP routing tableDestination     Gateway         Genmask         Flags   MSS Window  irtt Iface10.1.11.0       0.0.0.0         255.255.255.0   U         0 0          0 eth00.0.0.0         10.1.11.1       0.0.0.0         UG        0 0          0 eth0

• LXC和VServer不同，可以在guest虚拟机中设置内核参数，可以修改proc内核映像系统，以符合安装Oracle数据库。以下命令添加在/etc/rc.local中：

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echo "2147483648" > /proc/sys/kernel/shmmax

echo "250 32000 100 128" >  /proc/sys/kernel/sem

复制虚拟机

• 复制centos虚拟机

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(cd /lxc/centos && tar cf - .)|(cd /lxc/oradb1 && tar xfpv -)

• 修改配置文件/lxc/oradb1/fstab（修改路径）

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/dev  /lxc/oradb1/dev none bind 0 0

/dev/pts /lxc/oradb1/dev/pts  none bind 0 0

#/dev/console /lxc/oradb1/dev/console none bind 0 0

• 复制并创建配置文件/etc/lxc/lxc-oradb1.conf

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cp /etc/lxc/lxc-centos.conf /etc/lxc/lxc-oradb1.conf

• 修改配置文件/etc/lxc/lxc-oradb1.conf（修改主机名和IP）

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# Container with network virtualized using a pre-configured bridge named br0 and

# veth pair virtual network devices

lxc.utsname = oradb1

lxc.network.type = veth

lxc.network.flags = up

lxc.network.link = br0

lxc.network.hwaddr = 4a:49:43:49:79:ce

lxc.network.ipv4 = 10.1.11.4/24

lxc.network.name = eth0

lxc.mount = /lxc/oradb1/fstab

lxc.rootfs = /lxc/oradb1

lxc.tty = 3

lxc.pts = 1024

• 创建虚拟机

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lxc-create -n oradb1 -f /etc/lxc/lxc-oradb1.conf

• 启动虚拟机

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lxc-start -n oradb1