LXCはLinux上で複数の仮想的なLinuxを動作させることのできるOSレベルの仮想化技術です。一言で言えば、chroot に cgroups でのリソース管理を追加して強化したようなものです。Qemu/KVMのようなエミュレーションを行う仮想化よりもオーバヘッドが少なく、軽量です。Heroku のような PaaS 業者は、LXCの利点を生かし高集約なサービスを提供しています。さらにはJoe's Web Hostingのように、VPSをLXCで提供しているサービスすらあります。しかし、LXCではQemu/KVMとは違い、ホストとゲストで異なるOSを動作させることができません。仮想化による性能劣化が低い一方、柔軟性は一歩劣ると言えます。
今回は Fedora 19 で手軽に LXC を使う方法をまとめました。(Fedora18でも可能ですが、virt-manager が安定しないので、Fedora19以降がお勧めです)
環境構築
LXCでコンテナを構築する方法は大きく２つ有ります。一つは LXC 公式ツールキットを使う方法です。これは、最近はやりのdockerでも使われている方法なのですが、Fedora との相性がいまいちです。もう一つは、Qemu/KVMの管理でもおなじみのlibvirtを使う方法です。libvirtを使うと、仮想ネットワークの管理(DHCP, NAT)を含む仮想マシンの操作を、Qemu/KVMと同じ感覚で扱えるので、Qemu/KVMに慣れた方にはとてもおすすめです。今回はlibvirtでLXCを扱う方法について説明します。
root 環境のインストール:
yum で installroot を指定することで、init を実行する rootfs を構築できます。debootstrap と同じようなものです。
# yum -y --releasever=19 --nogpg --installroot /home/eiichi/lxc/base install systemd passwd yum fedora-release vim-minimal openssh-server procps-ng iproute dhclient # chroot /home/eiichi/lxc/base /bin/passwd root
LXCは標準で/dev/pts/0 を使うので、securettyに追記して root でログインできるようにしておきます。
# echo "pts/0" >> /home/eiichi/lxc/base/etc/securetty
libvirtで使う:
virt-manager 経由で使うのが便利です。
ホストマシンに接続した後、新規仮想マシンの作成ボタンを押し、"コンテナーの種類"で"オペレーティングシステムコンテナ"を選択します。"既存のOSルートディレクトリを指定してください"ダイアログで、root環境を指定します。上記の例では、"/home/eiichi/lxc/base"となります(画像参照)。
あとは流れに沿って進めば、コンテナが起動します。
ネットワーク設定:
無事ログインできたら、ネットワーク設定を確認します。下記コマンドで veth ネットワークデバイスがみえるはずです。
-bash-4.2# ip -d l 1: lo:さらに、libvirtのdefaultネットワークを用いているのであれば、dhcpでipをもらえるはずです。mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 13: eth0: mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP mode DEFAULT qlen 1000 link/ether 00:16:3e:0b:ea:1c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff veth
# dhclient eth0これで、NATで外部に接続することが出来るようになります。
全て完了しました。とても簡単です。
おまけ: btrfs での運用
上記では一つのコンテナを作る際の手順について説明しましたが、複数のコンテナを作る場合はどうでしょう。rootfs をコピーして使うのでは、各コンテナでrootfsの内容がほとんど変わらないのでディスク容量の無駄です。こんな時は、COW(Copy on Write)なbtrfsのsnapshotを使って無駄を省きましょう。内容としては、dockerがUnion FS(AUFS)を用いてやっていることとほぼ同等です。
btrfsの準備:
普段btrfsを使っていない場合は、loopback device で btrfs を利用する準備をしましょう。
# dd if=/dev/zero of=./btrfs.img bs=1M count=10k # losetup /dev/loop0 btrfs.img # mkfs.btrfs /dev/loop0 # mount -t btrfs /dev/loop0 ./mntこれで./mnt で btrfs が使えるようになりました。base となるコンテナとして、subvolumeを切り、そこに rootfs を構築します。
# cd mnt # btrfs subvolume create base # yum -y --releasever=19 --nogpg --installroot /home/eiichi/lxc/mnt/base install systemd passwd yum fedora-release vim-minimal openssh-server procps-ng iproute dhclientコンテナを新しく作る際には、base subvolume の snapshot を作成して構築します。
# btrfs subvolume snapshot base f19-1あとは、作ったsnapshot directoryをvirt-managerでOSコンテナとして登録すればO.K.です。
まとめ
Fedoraにおいて、libvirtを使ってLXCを使う方法について説明しました。LXCは軽量な仮想化技術であり、とても簡単に管理できます。また、btrfs の snapshot と組み合わせることで、非常に効率的な運用が可能になります。
参考文献
Daniel P. Berrangé: Running a full Fedora OS inside a libvirt LXC guest
Stefan Hajnoczi: Thoughts on Linux Containers (LXC)
btrfs wiki: btrfs(command)
