LXC

第一，概念介绍

LXC为Linux Container的简写，是轻量级虚拟化技术，相对重量级虚拟化技术(KVM，XEN，VM等)而言。以便隔离进程和资源，LXC只是用来管理容器的工具，而真正提供这种隔离和资源管理的是内核的特性。LXC在资源管理方面依赖于Linux内核的cgroups子系统，cgroups子系统是Linux内核提供的一个基于进程组的资源管理的框架，可以为特定的进程组限定可以使用的资源。LXC在隔离控制方面依赖于Linux内核的namespace特性。

LXC有如下特性：

（1）与宿主机使用同一个内核，性能损耗小；

（2）不需要指令级模拟；

（3）不需要即时(Just-in-time)编译；

（4）容器可以在CPU核心的本地运行指令，不需要任何专门的解释机制；

（5）避免了准虚拟化和系统调用替换中的复杂性；

（6）轻量级隔离，在隔离的同时还提供共享机制，以实现容器与宿主机的资源共享。

总结：Linux Container是一种轻量级的虚拟化的手段。

Linux Container提供了在单一可控主机节点上支持多个相互隔离的server container同时执行的机制。Linux Container有点像chroot，提供了一个拥有自己进程和网络空间的虚拟环境，但又有别于虚拟机，因为lxc是一种操作系统层次上的资源的虚拟化。

什么是硬件虚拟化？

一种对计算机或操作系统的虚拟，对用户隐藏了真实的计算机硬件，表现出另一个抽象计算平台。硬件虚拟化通过模拟硬件的方式来获得真实计算机的环境，可以运行一个完整的操作系统。在硬件虚拟化中，又有Full Virtualization、Partial Virtualization和Paravirtualization等不同的实现方式。
在硬件虚拟化的层面，现代虚拟化技术通常是全虚拟和半虚拟的混合体。常见的虚拟化技术例如VMWare、Xen和KVM都同时支持全虚拟化和半虚拟化。硬件虚拟化方式提供的虚拟机，都独立的运行着一个完整的操作系统，这样在同一台物理宿主机上存在大量相同或者相似的进程和内存页，从而导致较大的性能损耗（比如：宿主机操作系统是Centos，使用KVM生成的多个虚拟机，且在每个虚拟机中都运行Windows操作系统和相同的QQ程序，这样宿主机的性能必然产生较大损耗）。因此，硬件虚拟化也被称为重量级虚拟化，在同一宿主机上能够同时运行的虚拟机数量相当有限。

什么是软件层面的虚拟化？
指在同物理服务器上提供多个隔离的虚拟运行环境，也被称为容器技术。在软件虚拟化的层面，同一宿主机上的所有虚拟机（又称Container）共享宿主机的操作系统实例，不存在由于运行多个操作系统实例所造成的性能损耗（比如：宿主机的操作系统为Centos，通过软件虚拟化技术生成多个Container，且每个Container都运行着QQ程序，由于它们共享同一个宿主机Centos操作系统，所有Container中QQ程序的进程在Centos中只有一个）。因此，软件虚拟化也被称为轻量级虚拟化，在同一宿主机上能够同时运行的虚拟运行环境数量比较宽松。以Solaris操作系统上的Container为例，一个Solaris操作系统的实例理论上可以支持多达8000个Container（实际能够运行的Container数量取决于系统资源和负载）。与此类似，Linux操作系统上的LXC也可以轻松地在同一宿主机上同时支持数量可观的虚拟运行环境。
LXC（Linux Container）的优势有哪些？
（1）与宿主机使用同一个内核，性能损耗小；
（2）不需要指令级模拟；
（3）不需要即时(Just-in-time)编译；
（4）容器可以在CPU核心的本地运行指令，不需要任何专门的解释机制；
（5）避免了准虚拟化和系统调用替换中的复杂性；
（6）轻量级隔离，在隔离的同时还提供共享机制，以实现容器与宿主机的资源共享。

在虚拟化这个领域，国内外的各大公司对硬件虚拟化的兴趣较大，在研发和生产环境中也大都采用硬件虚拟化技术。但是近段时间国内外很多云计算厂商纷纷开始尝试使用LXC替代KVM/XEN等硬件虚拟化技术以获得更好的性能。至于在实际的应用场景中到底应该选择硬件虚拟化还是软件虚拟化，需要从以下方面考虑。灵活性、易管理，可靠性、稳定性、性能考虑。硬件虚拟化更灵活、易管理，硬件虚拟化具有天生的迁移优势。软件虚拟化则有更高性能，更加节省资源，对于一些小的网站性能可以提升上千倍，在没有用户访问的时候，可以关闭LXC，从而节省资源。在有用户访问的时候，可以快速启动，但缺点是迁移成本高，学习成本高。而且，目前来看LXC仍属于小众路线。

因此，在选择上还需要根据自身的业务和公司的战略去确定使用哪种虚拟化技术。比如京东，在公有云方面采用Openstack + KVM硬件虚拟化技术；但在PaaS层和私有云方面，则采用了Openstack + LXC的方式进行实现。让彼此的优势互补，以达到最佳的运行效果。

1.LXC是什么？

LXC是Linux containers的简称，是一种基于容器的操作系统层级的虚拟化技术。

2.LXC可以做什么？

LXC可以在操作系统层次上为进程提供的虚拟的执行环境，一个虚拟的执行环境就是一个容器。可以为容器绑定特定的cpu和memory节点，分配特定比例的cpu时间、IO时间，限制可以使用的内存大小（包括内存和是swap空间），提供device访问控制，提供独立的namespace（网络、pid、ipc、mnt、uts）。

3.LXC如何实现？

Sourceforge上有LXC这个开源项目，但是LXC项目本身只是一个为用户提供一个用户空间的工具集，用来使用和管理LXC容器。LXC真正的实现则是靠Linux内核的相关特性，LXC项目只是对此做了整合。基于容器的虚拟化技术起源于所谓的资源容器和安全容器。

LXC在资源管理方面依赖与Linux内核的cgroups子系统，cgroups子系统是Linux内核提供的一个基于进程组的资源管理的框架，可以为特定的进程组限定可以使用的资源。LXC在隔离控制方面依赖于Linux内核的namespace特性，具体而言就是在clone时加入相应的flag（NEWNS NEWPID等等）。

4.为什么要选择LXC？

LXC是所谓的操作系统层次的虚拟化技术，与传统的HAL（硬件抽象层）层次的虚拟化技术相比有以下优势：

1. 更小的虚拟化开销（LXC的诸多特性基本由内核特供，而内核实现这些特性只有极少的花费，具体分析有时间再说）
2. 快速部署。利用LXC来隔离特定应用，只需要安装LXC，即可使用LXC相关命令来创建并启动容器来为应用提供虚拟执行环境。传统的虚拟化技术则需要先创建虚拟机，然后安装系统，再部署应用。

LXC跟其他操作系统层次的虚拟化技术相比，最大的优势在于LXC被整合进内核，不用单独为内核打补丁。

5.如何应用：

1）cgroup和LXC的安装

2） LXC常用命令介绍

3）LXC配置文件简介

4）LXC网络配置实例