Debian LXC

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Einleitung

LXC (Linux Container) erstellt mehrere isolierte, sichere virtuelle Umgebungen (Virtual Environments, kurz VEs) auf einem einzigen physischem Server, sorgt so für eine bessere Serverausnutzung und stellt sicher, dass Programme (Applikationen) nicht miteinander in Konflikt geraten. Jede VE arbeitet und verhält sich genau wie ein eigenständiger Server; VEs können unabhängig voneinander neu gestartet werden und haben Root-Zugriff, Benutzer, IP-Adressen, Speicher, Prozesse, Dateien, Programme, Systembibliotheken und Konfigurationsdateien.

Im Vergleich zu Virtuellen Maschinen von VMware bzw Virtualbox oder zu Para-Virtualisierungstechnologien wie Xen bietet OpenVZ weniger Flexibilität, was die Auswahl von Gast-Betriebssystemen betrifft: sowohl Gast- als auch Host-Betriebssystem muss Linux sein (obwohl verschiedene Linux-Distributionen in verschiedenen VEs eingesetzt werden können).

Im Gegensatz zu OpenVZ ist LXC Bestandteil des Mainline Kernel und erfordert somit keinerlei spezielle Patches, wie dies bei OpenVZ erforderlich ist. D.h. es wird im Rahmen des "normalen" Linux-Kernels weiterentwickelt und sollte deshalb in Zukunft gegenüber OpenVZ bevorzugt werden. Der Nachfolger des aktuellen Squeeze stellt vermutlich den Support für OpenVZ ein.


Installation LXC

Nachdem LXC Bestandteil des Kernels ist, sind lediglich Userspace-Tools für die Verwaltung der LXC-Container erforderlich. 

apt-get update
apt-get install lxc bridge-utils debootstrap


Konfiguration des Host

Netzerkbridge

Für die Nezwerkverwaltung benötiogt LXC eine Netzwerkbrücke (Bridge) auf dem Host. 

vi /etc/network/interfaces

Z.B. vorhandene Einstallungen: 

# The loopback network interface
auto lo
iface lo inet loopback

# The primary network interface
allow-hotplug eth0
iface eth0 inet static
   address 192.168.100.111
   netmask 255.255.255.0
   gateway 192.168.100.1

Die physikalische Netzwerkschnittstelle (z.B. eth0) auf manual setzen (und die iface-Einstellungen auskommentieren): 

auto eth0
iface eth0 inet manual
#iface eth0 inet static
#   address 192.168.100.111
#   netmask 255.255.255.0
#   gateway 192.168.100.1
#   broadcast 192.168.100.255

Stattdessen die Bridge automatisch konfigurieren: 

auto br0
iface br0 inet static
  address 192.168.100.111
  netmask 255.255.255.0
  gateway 192.168.100.1
  broadcast 192.168.100.255
  bridge_ports eth0
  bridge_fd 0
  bridge_maxwait 0
  bridge_stp off

Netzwerk neu starten, um die Änderungen zu übernehmen: 

/etc/init.d/networking restart


LXC Container Defaults anpassen

vi /etc/lxc/default.conf

Folgende Zeile löschen 

lxc.network.type = empty

und durch folgenden Block ersetzen, damit alle neu angelegten LCC-Container eine virtuelle Netzwerk Karte zugewiesen werden: 

lxc.network.type = veth
lxc.network.link = br0
lxc.network.flags = up
lxc.network.hwaddr = 02:50:c2:20:xx:xx


Cgroups

Für die Verwaltung der Ressourcen der LXC-Container sind sog. cgroups erforderlich. In Debian Stretch sollte der cgroups Eintrag bereits vorhanden sein. 

vi /etc/fstab

Folgende Zeilen ans Ende anfügen: 

#CGroup for LXC
cgroup  /sys/fs/cgroup cgroup defaults  0  0

Cgroup mounten: 

mount /sys/fs/cgroup


LXC Container anlegen

Die Container (Root Filesystem des Gastbetriebssystems) werden in Unterverzeichnissen unter /var/lib/lxc abgelegt. Beispielhaft wird hier ein Debian/Squeeze Gast-Container mit Namen debian angelegt.


Debian Jessie Gast

lxc-create -n jessie -t debian -- -r jessie

Damit wird der Container jessie angelegt. Das Passwort des User root wird während des Prozesses angezeigt.


Debian Stretch Gast

lxc-create -n jessie -t debian -- -r stretch

Damit wird der Container jessie angelegt. Das Passwort des User root wird während des Prozesses angezeigt.


Gast Konfiguration

Allgemein

Das Konfigurationsfile des oben angelegten LXC Containers liegt im jeweiligen Unterverzeichnis des Containers (z.B. /var/lib/lxc/debian/config).

Das Root Filesystem des Gast-Containers wird im selben Unterverzeichnis wie das Konfigfile abgelegt. Im Ordner rootfs/ liegen sämtliche Files des virtuellen Gastbetriebssystems und können vom Host wie normale Files behandelt werden.


Container Konfigurationsfile

Mit Hilfe folgender Einstellungen wird der neue Gast debian an die Network Bridge br0 "angedockt". Die Netzwerkschnittstelle innerhalb des Gastes lautet eth0, der nicht mit der physikalischen Nezwerkkarte eth0 auf dem Host zu verwechseln ist. 

cd /var/lib/lxc/debian
vi config

Folgende Einträge ergänzen (diese sollten bereits enthalten sein, da diese in den Container Defaults oben ergänzt wurden): 

lxc.network.type = veth
lxc.network.flags = up
lxc.network.link = br0
lxc.network.name = eth0
lxc.network.mtu = 1500

Optional: Festlegen der MAC-Adresse des virtuellen Gastes (z.B. MAC-Adresse=ce:02:50:c2:20:2a:3f): 

lxc.network.hwaddr = 02:50:c2:20:2a:3f
Bulbgraph.png Hinweis:

MAC-Adressen müssen im gesamten Netzwerk eindeutig/einmalig sein. Für jeden Container eine individuelle MAC-Adresse vergeben

Vorhandene Einträgen notfalls auskommentieren: 

#lxc.utsname = debain
#lxc.network.ipv4 = 0.0.0.0/24
#lxc.network.hwaddr = 00:1E:2F:BA:F0:2A

Netzwerkkonfiguration

Standardmäßig verwenden die LXC Gastsysteme DHCP. Falls eine feste IP-Adresse gewünscht wird, folgende Schritte ausführen: 

cd /var/lib/lxc/debian
vi rootfs/etc/network/interfaces

Das File sieht standardmäßig folgendermaßen aus: 

auto lo
iface lo inet loopback

auto eth0
iface eth0 inet dhcp

Ändern in feste IP-Adressen (z.B. 192.168.100.111): 

iface eth0 inet static
        address 192.168.100.111
        netmask 255.255.255.0
        broadcast 192.168.100.255
        gateway 192.168.100.1


Hostname und Domain

Dem LXC Gast sollte ein eindeutiger Hostname zugewiesen werden, da ansonsten der Name des Hosts verwendet wird. 

cd /var/lib/lxc/debian
vi rootfs/etc/hostname

Hostname (ohne Domain) eingeben. Z.B. debian

Desweiteren sollte die Domain korrekt gesetzt werden: 

vi rootfs/etc/hosts

Am Anfang des Files sollten folgende beiden Zeilen vorhanden sein bzw. eingefügt werden: 

127.0.0.1       localhost
127.0.1.1       debian.schiele.homelinux.org debian


Paketquellen

cd /var/lib/lxc/debian
vi rootfs/etc/apt/sources.list

Es epfiehlt sich, dass das File folgende Zeilen enthält (für einen Debian-Wheezy Container): 

deb http://ftp.de.debian.org/debian/ stretch main contrib non-free
deb-src http://ftp.de.debian.org/debian/ stretch main contrib non-free

deb http://security.debian.org/ stretch/updates main contrib non-free
deb-src http://security.debian.org/ stretch/updates main contrib non-free

deb http://ftp.de.debian.org/debian/ stretch-updates main contrib non-free
deb-src http://ftp.de.debian.org/debian stretch-updates main contrib non-free

Für einen Debian-Jessie Container: 

deb http://ftp.de.debian.org/debian/ jessie main contrib non-free
deb-src http://ftp.de.debian.org/debian/ jessie main contrib non-free

deb http://security.debian.org/ jessie/updates main contrib non-free
deb-src http://security.debian.org/ jessie/updates main contrib non-free

deb http://ftp.de.debian.org/debian/ jessie-updates main contrib non-free
deb-src http://ftp.de.debian.org/debian jessie-updates main contrib non-free


Start/Stop des LXC Containers

Der Container kann mit folgenden Befehlen (auf dem Host ausführen!) gestartet bzw. beendet werden:f 

lxc-start -n lxc-container
lxc-stop -n lxc-container


Nun den Container zum ersten mal starten: 

lxc-start -n debian

lxc-start versucht den Container standardmäßig im Daemon-Mode zu starten (lxc-start -d in früheren Versionen). Falls Startprobleme auftreten, kan der Container im Vordergrund gestartet werden: 

lxc-start -n debian -F


Root Passwort festlegen

beim Anlegen eines Containers wird ein zufälliges Root Passwort vergeben. Dieses kann folgendermaßen vom Host festgelegt werden (auch hilfreich, wenn das Root Passwort eines Containers vergessen wurde): 

lxc-attach -n lxc-container passwd

geändert werden.

Bulbgraph.png Hinweis:

Container muss gestartet sein, damit lxc-attach funktioniert.


LXC Info

Mit dem Befehl lxc-info besteht die Möglichkeit zu prüfen, ob ein Container gestartet oder gestoppt wurde: 

lxc-info -n lxc-container

LXC Console

LXC bietet die Möglichkeit, eine Console auf den Gast zu öffnen, und so diesen zu administrieren (z.B. ermitteln der IP-Adresse wenn DHCP im Gastbetriebssystem verwendet wird). Andererseits wird mit dem Debian bzw. Squeeze Installerscript automatisch ein SSH-Server mit installiert, sodass die Console eine eher weniger bedeutendes Feature darstellt (außer die IP-Adresse des Gastes ist nicht bekannt). 

lxc-console -n lxc-container
Bulbgraph.png Hinweis:

Manchmal erscheint der Login Prompt nicht sofort. In diesem Fall hilft es, die Return-Taste zu betätigen. Die Gast-Console kann mit <CTRL a + q> verlassen werden. D.h. Tasten <CTRL> und <a> gleichzeitig drücken, dann beide loslassen und anschließend zeitnah betätigen


Autostart

LXC-Container können beim Systemstart automatisch gestartet werden. 

vi /var/lib/lxc/debian/config

Folgenden Eintrag anpassen/ergänzen: 

lxc.start.auto = 1


LXC-Reboot

Entweder: 

lxc-stop -n debian
lxc-start -n debian

oder: 

lxc-stop -n debian


Container auflisten

Mittels lxc-ls können sämtliche definierten LXC-Container angezeigt werden: 

lxc-ls

anzeige der laufenden Container: 

lxc-ls --running

anzeige der gestoppten Container: 

lxc-ls --stopped

Eine tabellarische Auflistung incl. State(running/stopped), Autostart, IP-Adresse kann mit folgendem Befehl angezeigt werden: 

lxc-ls --fancy


Gastcontainer löschen

Zum löschen eines Containers dient der Befehl 

lxc-destroy -n lxc-container
z.B.
lxc-destroy -n debian


Container clonen

Mittels dem "Copy" Befehl kann der Container geklont werden. Dies geht so: 

    lxc-copy -n <Containername Original> -N <Containername Kopie>

Z.B. 

    lxc-clone - webserver -N webserver_bak


Zugriff auf USB-Geräte

USB-Geräte können in einem LXC-Container zur Verfügung gestellt werden. Im Gastcontainer muss zunächst ein Verzeichnis angelegt werden, in dem die USB-Geräte zur Verfügung gestellt werden können:

  • Im Gastcontainer:
mkdir -p /dev/bus/usb
  • alternativ vom Host-PC:
 mkdir -p /var/lib/container_name/root/dev/bus/usb

Folgende Schritte auf dem Host-PC ausführen:

  • Ermitteln der ID-des zu verwendenden USB-Gerätes (Paket usbutils muss installiert sein):
lsusb
Die Ausgabe könnte z.B. folgendermaßen aussehen:
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 002: ID 8087:0024 Intel Corp. Integrated Rate Matching Hub
Bus 002 Device 002: ID 8087:0024 Intel Corp. Integrated Rate Matching Hub
Bus 002 Device 003: ID 067b:2305 Prolific Technology, Inc. PL2305 Parallel Port
Bus 002 Device 004: ID 04b4:fd11 Cypress Semiconductor Corp.
Hier soll z.B. das Gerät 004 am USB-Bus 002 (SIS-PM Steckdosenleiste) im Container freigegeben werden. Diese verwendet einen Cypress USB-Adapter Chip.
ls -l /dev/bus/usb/002
Die Ausgabe könnte folgendermaßen aussehen:
crw-rw-r-T 1 root root  189, 128 May 12 19:21 001
crw-rw-r-T 1 root root  189, 129 May 12 19:21 002
crw-rw-r-T 1 root lp    189, 130 May 12 19:21 003
crw-rw-r-T 1 root sispm 189, 131 May 15 02:29 004

=> Die ID- des USB-Gerätetreibers für Gerätes 004 am Bus 002 ist 189 (wie auch von allen anderen Geräten). Diese ID wird im folgenden Schritt benötigt, um den Zugriff aus dem Gastcontainer auf diese Geräteklasse zu erlauben. 

vi /var/lib/lxc/lxc-container/config

Folgende Zeilen (im Bereich der bereits vorhandenen cgroup Statements) einfügen, um Zugriff auf USB-Geräte zu erlauben (hier ID 189, evtl anpassen): 

#USB
lxc.cgroup.devices.allow = c 189:* rwm

Folgende Zeile im Bereich der bereits vorhandenen Mount-Points einfügen, um das USB-Directory im Container zu mounten:

  • Debian Wheezy Host:
lxc.mount.entry=/dev/bus/usb /var/lib/lxc/lxc-container/rootfs/dev/bus/usb none rw,bind 0 0
  • Debian Jessie Host:
lxc.mount.entry=/dev/bus/usb dev/bus/usb none bind,optional,create=dir
  • Container neu starten
  • Überprüfen, ob USB-Geräte im Container verfügbar sind (Paket usbutils muss installiert sein):
lsusb
Die Ausgabe sollte analog der Ausgabe auf dem Host sein (siehe oben)


Optional: Webinterface für LXC

Zur grafischen Verwaltung im Webbrowser kann LXC Wep Panel (LWP) verwendet werden. Mit Hilfe dieses Interfaces können Container angelegt, gestart, gestoppt, gecloned und die Settings geändert werden.

Installation: 

wget -O - http://claudyus.github.io/LXC-Web-Panel/claudyus.gpg.key | apt-key add -
echo "deb http://claudyus.github.io/LXC-Web-Panel/ debian/" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/lwp.list
apt-get update
apt-get install lwp

Falls die Installation mit einer Fehlermeldung abbricht, fehlt höchst wahrscheinlich das Startscript /etc/init.d/lwp: 

vi /etc/init.d/lwp

Folgende Zeilen einfügen: 

#!/bin/bash
# Copyright (c) 2013 LXC Web Panel
# All rights reserved.
#
# Author: Elie Deloumeau
#
# /etc/init.d/lwp
#
### BEGIN INIT INFO
# Provides: lwp
# Required-Start: $local_fs $network
# Required-Stop: $local_fs
# Default-Start: 2 3 4 5
# Default-Stop: 0 1 6
# Short-Description: LWP Start script
### END INIT INFO

WORK_DIR="/usr/bin/"
SCRIPT="lwp"
DAEMON="/usr/bin/python $WORK_DIR/$SCRIPT"
PIDFILE="/var/run/lwp.pid"
USER="root"

function start () {
       echo -n 'Starting server...'
       /sbin/start-stop-daemon --start --pidfile $PIDFILE \
               --user $USER --group $USER \
               -b --make-pidfile \
               --chuid $USER \
               --chdir $WORK_DIR \
               --exec $DAEMON
       echo 'done.'
       }

function stop () {
       echo -n 'Stopping server...'
       /sbin/start-stop-daemon --stop --pidfile $PIDFILE --signal KILL --verbose
       echo 'done.'
}
case "$1" in
       'start')
               start
               ;;
       'stop')
               stop
               ;;
       'restart')
               stop
               start
               ;;
       *)
               echo 'Usage: /etc/init.d/lwp {start|stop|restart}'
               exit 0
               ;;
esac

exit 0

ausführbar machen: 

chmod +x /etc/init.d/lwp

Installation erneut starten: 

apt-get install lwp


Mit Webbrowser http://IP_des_Server:5000 aufrufen. Login: User=admin / Passwort=admin


Optional: Aktivieren Login mittels Root

Sollte der SSH login für root nicht aktiviert sein, kann dies in der sshd_config aktiviert werden. 

nano /var/lib/lxc/<container>/rootfs/etc/ssh/sshd_config

Folgender Eintrag muss geändert werden: 

Von:
PermitRootLogin without-password
nach:
PermitRootLogin yes

Anschließend muss der SSH Server neu gestartet werden: 

/etc/init.d/ssh restart
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