LXC容器

1． LXC简述

Linux container是一种资源隔离机制而非虚拟化技术。VMM（VMM Virtual Machine Monitor）或者叫Hypervisor是标准的虚拟化技术，这种技术通过虚拟层（也就是VMM或叫Hypervisor），主要作用一是让多个操作系统和应用共享硬件资源，其二是把上层虚拟机的指令转换成底层Host操作系统所认识的指令，这就意味着在Linux上可以跑windows系统，container技术介于chroot和VM之间，其“虚拟机”和主机操作系统相同或很类似，即Linux下均是Linux架构的，没有安装windows虚拟机的。cgroup就是一个资源限制器，没有提供隔离功能，真正的隔离功能内核使用namespace实现的，这就意味着cgroup资源限制的模块间影响比container要大很多。

官方给出的LXC未来的目标是：

The goal of LXC is to create an environment as close as possible as a standard Linux installation but without the need for a separate kernel.

1.1 LXC与docker的关系

LXC将Linux进程沙盒化，使得进程之间相互隔离，并且能够控制各进程的资源分配。lxc 用容器的方式仿真了一个类似虚拟机的操作体验，并避免了虚拟机额外的系统负载。lxc利用cgroup和namespace在linux应用层创建了一个“虚拟机”（隔离的裸露文件系统），无法有效支持跨主机之间的容器迁移、管理复杂（lxd解决了这些问题）。lxc和docker不同地方在于lxc包含完整的操作系统，是一个系统容器。

Docker的底层使用了LXC来实现的，但docker对lxc封装，提供了更好的操作性和移植性。Docker容器将应用和其依赖环境全部打包到一个单一对象中，在不包含完整的操作系统的情况下就能运行普通应用，更加轻量级，可移植性更好。所以它成为了PaaS（比如Kubernates）平台的基石。

除了lxc底层基础之外，Docker还提供了一个具有以下强大功能的高级工具：

跨机器的便携式部署。 Docker定义了一种将应用程序及其所有依赖绑定到一个单独对象中的格式，该对象可以被传输到任何启用docker的机器上，并在那里执行，保证暴露给应用程序的执行环境是相同的。 Lxc实现了流程沙盒，这是便携式部署的重要先决条件，但单靠这一点对于便携式部署来说是不够的。如果您向我发送了一个安装在自定义lxc配置中的应用程序的副本，那么它几乎肯定不会像我们的机器那样在您的机器上运行，因为它与您计算机的特定配置有关：网络，存储，日志记录，发行版，等等。Docker为这些特定于机器的设置定义了一个抽象，以便完全相同的docker容器可以在许多不同的机器上运行，即使不同主机具有许多不同的配置。

以应用为中心。 Docker针对应用程序的部署进行了优化，而不是机器。这反映在其API，用户界面，设计理念和文档。相比之下，lxc助手脚本将容器作为轻量级的机器 - 基本上是启动速度更快，内存更少的服务器。我们认为容器不止于此。

自动构建。 Docker包含一个工具，供开发人员自动从源代码中组装一个容器，完全控制应用程序的依赖关系，构建工具，打包等。他们可以自由使用make，maven，chef，puppet，salt，debian包，rpms，source tarballs，或上述的任何组合，而不管机器的配置如何。

版本追溯。Docker包括用于跟踪容器的连续版本，检查版本之间的差异，提交新版本，回滚等类似git的功能。历史记录还包括如何组装一个容器以及由谁来完成，因此您可以从生产服务器一路回到上游开发商。 Docker也实现增量上传和下载，类似于“git pull”，所以新版本的容器只能通过发送差异来传输。

组件重用。任何容器都可以用作“基础图像”来创建更专业的组件。这可以手动完成或作为自动构建的一部分。例如，您可以准备理想的python环境，并将其用作10个不同应用程序的基础。您理想的postgresql设置可以重新用于您所有的未来项目。

共享。 Docker可以访问一个公共注册表（http://index.docker.io），成千上万的用户上传了有用的容器：从redis，couchdb，postgres到irc保险箱到rails应用服务器，以便为各种发行版本创建基础映像。登记处还包括由码头工作组维护的有用容器的官方“标准库”。注册表本身是开源的，所以任何人都可以部署他们自己的注册表来存储和传输私有容器，例如用于内部服务器部署。

工具生态系统。Docker定义了一个用于自动化和自定义容器的创建和部署的API。有大量的工具与docker集成来扩展其功能。（Dokku，Deis，Flynn），多节点编排（maestro，salt，mesos，openstack nova），管理仪表板（docker-ui，OpenStack Horizon，造船厂），配置管理（厨师，puppet），持续集成（jenkins，strider，travis）等。Docker正在迅速将自己定位为基于容器的工具的标准。

2．常用命令

2.1 常用操作命令

LXC可以创建两种不同的容器：

· 特权模式－－以root身份运行各种lxc命令，创建特权容器；
· 普通模式－－以普通用户身份运行各种lxc命令，创建非特权容器

普通容器又很多限制(比如无法创建设备节点)，不过也更安全(不会危害到主机)，因为这种容器的root用户，其实映射到主机上的一个普通用户。

1. lxc-checkconfig：检查系统环境是否满足容器使用要求。

2. lxc-create：创建lxc容器；

lxc-create -n NAME -t TEMPLATE_NAME

3. lxc-start：启动容器；

lxc-start -n foo [-f config] /bin/bash

lxc-start -n NAME -d

-d守护进程方式启动容器。如果没有指定命令，lxc-start将运行/sbin/init。

lxc-create创建的容器，在停止运行后需要使用lxc-destroy销毁。

4. lxc-execute：执行命令

lxc-execute -n foo [-f config] /bin/bash

lxc-execute通过中间进程lxc-init使命令在容器中运行。

如果容器不存在，lxc-execute会自动创建一个，停止运行后会被自动销毁。

lxc-execute启动应用程序，配置优先级如下：

如果执行-f选项，那么之前创建容器的配置文件不会被使用。如果指定-s选项，则在命令行中配置的键值对会覆盖配置文件（无论之前的还是-f指定的）的相同配置。

5. lxc-stop：停止容器；（停止命令很慢）

lxc-stop -n NAME -d

6. lxc-destory：删除处于停机状态的容器；

lxc-destroy -n NAME

7. lxc-info：查看容器相关的信息；

lxc-info -n NAME

8. lxc-ls：列出容器

lxc-ls --fancy 列出详细信息

9. lxc-monitor：监控容器

lxc-monitor -n "foo|bar"

lxc-monitor -n ".*" ;监控所有容器

当一个容器的状态变化时，lxc-monitor会在屏幕上打印出容器的状态。

10. lxc-wait：监听容器特定状态后退出

lxc-wait -n foo -s STOPPED &

11. lxc-cgroup：设置或获取与cgroup相关的参数（control group subsystem）

lxc-cgroup -n foo cpuset.cpus

lxc-cgroup -n foo cpu.shares 512

11. lxc-snapshot：创建和恢复快照；

2.2 进入容器

进入容器的方式有三种：lxc-attach、lxc-console、和SSH.

1. lxc-attach

lxc-attach -n Name

lxc-attach -n Name -- command

提升特权，并指定名字空间，在测试主机上软件时很有用：

lxc-attach -n ubuntu1 -e -s 'NETWORK|UTSNAME'

2. lxc-console

lxc-console -n Name 登录容器，需要用户名和密码

3. ssh

ssh 用户名@IP

2.3 克隆容器

"克隆"要么是其他容器的一份拷贝，要么是其他容器的一份快照。

拷贝：完整的复制原来的容器，所占的空间和原来的容器一样大

快照：利用后台文件系统的快照功能，创建一个很小的新容器，在发生写操作时才进行复制

要想使快照拥有这个写时复制的特性，需要一个特殊存储系统，支持快照的存储方式有：aufs，btrfs，LVM，overlayfs，zfs等，每种存储方式各有自己特点。

lxc-clone用于创建拷贝和快照，在创建之前需要停止容器：

sudo lxc-stop -n Name

sudo lxc-copy -n Name -N clone_Name ;拷贝

sudo lxc-copy -s -n Name -N snapshot_Name ；快照

sudo lxc-snapshot -n Name { -r snapshot_Name -N nawName；创建快照或恢复

创建的快照位于/var/lib/lxc/容器名目录下，快照名字为snap0，snap1…

3. 安装

1．安装lxc 和lxc 自带的模板包

sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-lxc/lxc-stable

sudo apt-get update

sudo apt install lxc lxc-templates

2．添加网桥

lxc不会处理容器网络，需要配置网络（在Ubuntu下通过apt安装的话，网桥已经配置好）。

sudo apt install bridge-utils -y

brctl addbr virbr0 #添加网桥

brctl addif virbr0 ens33 ; # 将网桥关联到ens33这个网卡 \

ip addr del dev ens33 192.168.253.128/24 ; #把网卡上的ip删了 \

ifconfig virbr0 192.168.253.128/24 up #给网桥配置ip \

route add default gw 192.168.253.2 #设置默认网关

4. LXC模板

所谓的模板就是一个原型，依据该原型可以创建一系列类似的LXC虚拟机，如果使用lxc自带的模板，那么该原型只提供最基本的配置，如果想使用vim，gcc，mysql需要自己制作。这里所说的模板制作，只是一个比较简单的最基础的制作，有点类似嵌入式系统的最小系统的概念，只保留最最基本的应用，在这基础之上，添加相应的应用。

模板就是创建容器的脚本，包含容器中各种源（或组件）地址及下载和一步步制作容器的方法，本质就是shell脚本。

创建ubuntu容器后，容器文件系统目录如下：

LXC容器-LMLPHP

创建Ubuntu的lxc容器日志，生成时间超过30min（主要是源下载时间长）。

参考：

1． https://linuxcontainers.org/ 官网

2． Docker系列02—LXC---Docker的“前身”