LXC y LXD

LXC es una interfaz de espacio de usuario para las funciones de contención del kernel de Linux. A través de una poderosa API y herramientas simples, permite a los usuarios de Linux crear y administrar fácilmente contenedores de aplicaciones o sistemas.

La virtualización de LXC es un intermedio de una máquina virtual de virtualbox, virtmanger.. y docker. Se basa creando contenedores directamente desde el kernel del host haciendo una paravirtualización muy eficaz y baja en recursos.

LXD es la siguiente generación de systemas de contenedores ofrece algunas mejoras a LXC, al ser creado por Canonical en distribuciones como debian no se encuentra en los repositorios a dia de hoy.

Documentación

linuxcontainers

debian wiki

github

Instalación

Por defecto en debian y ubuntu biene instalado, en caso contrario.

sudo apt install lxc
o
sudo snap install lxd

Intefazes de red

Con LXD tiene un configurador con lxd init que configuras la red entre otros, con LXC se tiene que hacer manualmente.

Independent bridge

Esta configuración crea una nueva interfaz de red donde se alojaran los contenedores

➜  ~ cat /etc/default/lxc-net 
USE_LXC_BRIDGE="true"

LXC_BRIDGE="lxcbr0"
LXC_ADDR="10.0.3.1"
LXC_NETMASK="255.255.255.0"
LXC_NETWORK="10.0.3.0/24"
LXC_DHCP_RANGE="10.0.3.2,10.0.3.254"
LXC_DHCP_MAX="253"

➜  ~ cat /etc/lxc/default.conf 
lxc.net.0.type = veth
lxc.net.0.link = lxcbr0
lxc.net.0.flags = up
lxc.net.0.hwaddr = 00:16:3e:xx:xx:xx

Crear interfaz.

sudo systemctl start lxc-net.service

Host-shared bridge

Esta configuración de red es un NAT, igual que hacen las máquinas virtuales por defecto.

➜  ~ cat /etc/lxc/default.conf 
lxc.net.0.type = veth
lxc.net.0.link = virbr0
lxc.net.0.flags = up
# you can leave these lines as they were:
lxc.apparmor.profile = generated
lxc.apparmor.allow_nesting = 1

Host device as bridge

Con esta configuración creamos un bridge a la targeta de red física, por lo tanto los host de la LAN se podrán comunicar con el container.

➜  cat /etc/lxc/default.conf 
#lxc.net.0.type = empty
#lxc.apparmor.profile = generated
#lxc.apparmor.allow_nesting = 1

lxc.net.0.type = veth
lxc.net.0.link = lxcbr0
lxc.net.0.flags = up
lxc.net.0.hwaddr = 00:16:3e:xx:xx:xx

➜  cat /etc/network/interfaces
auto lxcbr0
iface lxcbr0 inet dhcp
    bridge_ports enp3s0
    bridge_fd 0
    bridge_maxwait 0

➜  ~ cat /etc/default/lxc-net 
USE_LXC_BRIDGE="true"

LXC_BRIDGE="lxcbr0"
LXC_ADDR="10.0.3.1"
LXC_NETMASK="255.255.255.0"
LXC_NETWORK="10.0.3.0/24"
LXC_DHCP_RANGE="10.0.3.2,10.0.3.254"
LXC_DHCP_MAX="253"

LXC

Configuración

La configuración por defecto se encuentra en /etc/lxc/default.con

Al crear contenedores estos se crean en /var/lib/lxc/ y la configuración del contenedor se encuentra en /var/lib/lxc/<nombre contenedor>/config

La información de la vconfiguración de contenedores se encuentra en man lxc.container.conf

Listar imagenes base

Las plantillas de imagenes se almacenan en /usr/share/lxc/templates

listado de imagenes

Comandos básicos

# crear un contenedor debian
# las diferentes opciones son para escoger release, architectiura o configuracion diferente

lxc-create --name deb --template debian 
lxc-create --name deb --template debian -- -r stretch 
lxc-create -n c1  -t download  -- -d debian -r buster -a amd64
lxc-create -n deb -t debian -- -r stretch -a i386
lxc-create -n deb -f config-file.conf -t debian -- -r stretch 

# listar contenedores
lxc-ls --fancy
lxc-info -n deb

# arrancar, apagar, eliminar
lxc-start -n deb
lxc-stop -n deb
lxc-destroy -n deb
lxc-destroy -n deb --snapshots # eliminar contenedor con snaps

# entrar al contenedor
lxc-attach -n deb bash

Copiar/Renombrar contenedor

Para copiar o renombrar un contenedor debe estar parado

lxc-copy --name deb --newname debi
lxc-copy  --rename debi --newname dex

Snapshot

Para crear snapshots y restaurarlos los contenedores afectados tienen que estar apagados, al restaurar un snapshot si se le indica creara un contenedor nuevo.

# crear snapshot del contenedor deb con un comentario
lxc-snapshot -n deb # sin comentario
lxc-snapshot -n deb --comment file-comment-snap 

# listar snaps del contenedor
lxc-snapshot -n deb -L                
snap0 (/var/lib/lxc/deb/snaps) 2020:12:23 08:49:15

# listar snaps del contenedor y sus comentarios
lxc-snapshot -n deb -L --showcomments
snap0 (/var/lib/lxc/deb/snaps) 2020:12:23 08:49:15
Primer snap del container deb

# restaurar snapshot
lxc-snapshot -n deb --restore snap0

# restaurar snapshot snap0 de vm1 creando un contenedor nuevo vm2
lxc-snapshot -n vm1 --restore snap0 --newname vm2
lxc-snapshot -n vm1 -r snap0 -N vm2

# eliminar snapshot 
lxc-snapshot -n vm1 --destroy snap2
lxc-snapshot -n vm1 -d snap2

Al restaurar un snapshot en un conenedor nuevo por defecto se crea en /var/lib/lxc esto se puede canviar especificando una ruta diferente

lxc-snapshot -n vm1 --restore snap0 --newname vm2 --lxcpath /link/lxc
lxc-snapshot -n vm1 -r snap0 -N vm2 -P /link/lxc

Autostart

Loos contenedores tienen la opción de arrancar con el sistema si se asigna la opción lxc.start.auto=1

➜  ~ sudo cat /var/lib/lxc/p1/config
...
lxc.start.auto = 1
lxc.start.delay = 10
lxc.start.order = 100

lxc.group = debian

lxc.start.order es la prioridad de arrancar entre contenedores, el numero mas alto tiene prioridad, es decir arranca primero
lxc.start.delay es un timeout de espera para arrncar el siguiente contenedor.

Limitar recursos

limita la ram y la cpu de un contenedor, en el siguiente ejemplo, 128MB ram

➜  ~ sudo cat /var/lib/lxc/p1/config
...
lxc.cgroup.memory.limit_in_bytes = 134217728
lxc.cgroup.cpuset.cpus = 0,3

Unprivileged

Correr containers sin privilegios de administrador (como usuario)

La principal diferencia será que los contenedores se van a crear en el home del usuario y la configuración de directorios quedaria así:

/etc/lxc/lxc.conf => ~/.config/lxc/lxc.conf
/etc/lxc/default.conf => ~/.config/lxc/default.conf
/var/lib/lxc => ~/.local/share/lxc
/var/lib/lxcsnaps => ~/.local/share/lxcsnaps
/var/cache/lxc => ~/.cache/lxc

Es necesario tener un mapa de gid como de uid, esto normalmente se tiene por defecto.

➜ grep $USER /etc/sub?id
/etc/subgid:debian:100000:65536
/etc/subuid:debian:100000:65536

En caso de no tener un mpa asignado, se puede crear uno.

sudo usermod --add-subuids 100000-165536 $USER
sudo usermod --add-subgids 100000-165536 $USER

Tener habilitado los privilegios en el kerner.

# mirar como esta definido
sudo sysctl kernel.unprivileged_userns_clone
# habilitar temporalmente
sudo sysctl -w kernel.unprivileged_userns_clone=1
# habilitarlo 
echo "kernel.unprivileged_userns_clone=1" | sudo tee /etc/sysctl.d/80-lxc-userns.conf

Copiar el archivo de configuración a la ruta del usuario y añadirle los permisos de los mapas

mkdir ~/.config/lxc
cp /etc/lxc/default.conf ~/.config/lxc/default.conf
➜ cat /etc/lxc/default.conf
...
lxc.idmap = u 0 100000 65536
lxc.idmap = g 0 100000 65536

Para finalizar dar permiso al usuario que use el bridge, la interfaz lxcbr0 puede cambiar si has definido con nombre diferente en la configuracón.

cat  /etc/lxc/lxc-usernet
<your username> veth lxcbr0 10

Lanzar contenedor

➜ lxc-create -n p1  -t download  -- -d debian -r buster -a amd64

Volumenes

Para montar otro sistema de archivos en el contenedor, agregue a /var/lib/lxc/mycontainer/config y despues reinicie el contenedor:

lxc.mount.entry=/path/in/host/mount_point mount_point_in_container none bind 0 0
# lo mismo
lxc.mount.entry = /var/www/html  mnt/data  none bind 0 0

Otro ejemplo de montaje de enlace:

# Exposes /dev/sde in the container
lxc.mount.entry = /dev/sde dev/sde none bind,optional,create=file

Para montar en otro sistema de archivos, por ejemplo, LVM en un punto de montaje de contenedor

lxc.mount.entry = /dev/mapper/lvmfs-home-partition home ext4 defaults 0 2

LXD

En caso de debian para las instalación de LXD hay que utilizar snap o descargar el .deb , desde ubunto ya lo enemos en los repositorios oficiales.

documentación LXD

snap install lxd 

# asigno el usuario al grupo lxd para no utilizar sudo
sudo usermod -aG lxd <usuario>
getent group lxd

Configuración

iniciar configuración básica de LXD, como interfaz de red, storage predeterminado, etc...

lxd init

Listar imagenes base

# listar imagenes del repositorio
lxc image list images:

# listar imagenes locales
lxc list

Comandos básicos

# crear un contnedor ubuntu llamado myvm
lxc lunch ubuntu/20.10 myvm

# arrancar, parar, eliminar
lxc start myvm
lxc stop myvm
lxc delete myvm

# ejcutar commando dentro del shell
lxc exec myvm bash

# copiar contenedor
lxc copy myvm newvm

# renombrar  contenedor
lxc move myvm groovy

# ver informacion del contenedor y su configuración
lxc info groovy
lxc config show groovy

Config contenedores

Los contenedores e pueden nañadir configraciones extra o limitaciones como por ejemplo ram o cpu, existen muchas opciones a configurar

# limitar memoria y cpu
lxc config set groovy limits.memory 512MB
lxc config set groovy limits.cpu 1
lxc config show groovy 

# dar permisos extra para poder crear contenedores recursivos
lxc config set groovy security.privileged true
lxc config set groovy security.nesting true

Profile

por defecto existe la configuración default para contenedore que se asigna automaticamente, si creamos nuestra propia configuración la podemos asignar a nuevos contenedores.

# listar y ver profile
lxc profile list
lxc profile show default

# crear un profil nuevo y editarlo al gusto
lxc profile copy default custom
lxc profile edit custom

# asignar profile a un nuevo contenedor
lxc lunch ubuntu/20.10 groovy --profile custom

File

file permite añadir o exttraer archivos a un contenedor

lxc file push myfile groovy/root
lxc file pull groovy/root/myfile .

Snapshot

Se pueden hacer copias de seguridad rápidamente creando un snapshot del contenedor y en cualquier momento restaurarlo

# crear snashot snap1 de contenedor groovy
lxc snapshot groovy snap1

# ver snap creado
lxc info groovy

# restaurar snapshot
lxc restore groovy snap1