内核虚拟化技术――LXC初体验

一、Cgroups

1.1 介绍

Cgroup是Control group的简称。最初由由Google的工程师(主要是Paul Menage和Rohit Seth)在2006年以“process containers(进程容器)”的名字开始的， 在2007年的晚些时候被重命名为“控制组”并被合并到了2.6.24版的内核中，现已成为Linux内核中的一个功能，是Linux内核提供一种可限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源（如：CPU、Memory、I/O等）的机制。

1.2 作用

cgroup是用于将一个或多个进程关联至一个 “进程组”，并且可以统一的进行监控和管理容器，形成对资源管理提供了统一的架构。根据监控或管理的需要，运行中的系统上很可能存在多个Cgroup，而这些Cgroup被组织成了层级结构，类似多根倒置的树状结构）。事实上，Cgroups是一种资源控制机制，其资源配置的最小单位是所谓的Subsystem――一种资源控制器，通过将资源划分为多种不同的类型（CPU、内存、磁盘输入输出等）并将这些类型的资源关联至层级结构中指定的Cgroup实现资源分配。

备注：cgroups是实现IaaS虚拟化(kvm、lxc等)，PaaS容器沙箱(Docker等)的资源管理控制部分的底层基础

二、lxc

2.1 介绍

LXC是LinuX Container的简称，提供轻量级的虚拟化，是一种基于容器的操作系统层级的虚拟化技术。利用新版Linux内核的特性（Cgroups等）实现的无需hypervisor的轻型虚拟化技术。容器能有效的将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。

LXC能够虚拟出一个完整的系统环境（rootfs），也可以仅为单个或多个应用程序提供虚拟化运行环境。从使用方式来看，它更像是增强版的chroot环境，提供一个拥有自己进程、网络空间的虚拟环境。

2.2 优势

• 与宿主机使用同一个内核，性能损耗小；

• 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；

• 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；

三、LXC使用说明

3.1 lxc命令介绍

• lxc-create 创建虚拟机

        -t：指定根据哪个模板创建虚拟机 

        -n：指定虚拟机的名称

• lxc-checkconfig 检查运行环境及配置信息

• lxc-start 开启虚拟机

        -n：指定虚拟机名称

        -d：指明让虚拟机在后台运行

• lxc-stop 关闭虚拟机

备注：命令其他参数的详细用法可以查看帮助信息

3.2 lxc的模板说明

默认情况下lxc的模板存放路径为 /usr/share/lxc/templates/ ，里面存放着各操作系统的模板，对于CentOS而言，默认安装时以最小化操作系统安装。并且在使用模板安装时会需要连接其内部指向的网络进行下载安装，如果有需要，可以修改里面的参数，让其指向我们内部的yum仓库进行安装。

3.3 lxc的虚拟机默认安装路径

lxc安装的虚拟机默认都是安装在/var/lib/lxc 路径下。

3.4 lxc默认配置信息

在创建虚拟机时，默认会去读一个配置信息，而配置信息文件是 /etc/lxc/default.conf

[root@localhost templates]# vim /etc/lxc/default.conf
lxc.network.type = veth   #创建出来的虚拟机的是以什么名字命名的网卡名称
lxc.network.link = virbr0 #指定所使用的桥接网卡的名字
lxc.network.flags = up  #网络的状态信息

3.5 其他需要了解

在安装完CentOS时，系统会自动生成一个root的密码，而密码的文件的路径是在 /var/lib/lxc 下你所安装的虚拟机，其中有一个文件名为 tmp_root_pas ，该文件存放着root默认的密码信息

四、CentOS 6.5上使用lxc-1.0.5

我们都知道在VMware上安装虚拟机都需要使用到一个叫桥接的网络，这样的目的是为让其他主机能够访问VMware里的虚拟机，在安装完VMware Workstation时，程序默认会安装虚拟网卡，目的是让虚拟主机进行通信。

在CentOS上安装虚拟化软件，为了让系统里的虚拟机能够访问网络，我们也需要使用类似方法，将物理网卡虚拟成为交换机，也称之为网桥。

4.1 所需程序包

• bridge-utils    #CentOS下网桥管理工具所需的依赖包

• lxc-1.0.5-1.e16.x86_64.rpm     #lxc程序包

• lxc-libs-1.0.5-1.e16.x86_64.rpm  # lxc所需的库文件程序包

• libcgroup     #Cgroup程序包

4.2 安装所需的依赖包

1、安装bridge-utils 程序包

[root@localhost ~]# yum install bridge-utils -y

2、安装libcgroup程序包

[root@localhost ~]# yum -y install libcgroup

3、安装lxc所需的程序包及库文件程序包

[root@localhost ~]# yum -y install lxc-libs-1.0.5-1.el6.x86_64.rpm lxc-1.0.5-1.el6.x86_64.rpm

4.3 步骤

1、关闭NetworkManager服务，关闭自动启动功能

注意：NetworkManager不支持桥功能，所以必须关闭，并且保证其开机不会自动启动

[root@localhost ~]# service networkmanager stop   #关闭服务
[root@localhost ~]# chkconfig networkmanager off   #关闭自动开机启动

2、启动network服务和cgconfig服务，并确保开机自动启动

[root@localhost ~]# service network start
[root@localhost ~]# service cgconfig start
[root@localhost ~]# chkconfig cgconfig on

3、为虚拟网桥接口添加配置文件ifcfg-br0

[root@localhost ~]# cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0   #可以通过拷贝将eth0的模板复制给br0
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0   #修改br0配置

    

4、将做桥接的物理网卡关联至前面定义的桥接设备

[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

    

5、重启网络服务

[root@localhost ~]# service network restart

    

   #正常而言ssh远程连接是不应该被断开的，因为其网卡已经正常变为桥接网络。

6、查看当前网卡设备信息，br0已经正常使用。

    

7、修改默认配置信息

[root@localhost templates]# vim /etc/lxc/default.conf
lxc.network.type = veth
lxc.network.link = br0  #这个要和先前创建的网桥的名称对应
lxc.network.flags = up

8、检查lxc配置和环境

[root@localhost templates]# lxc-checkconfig

    

9、配置lxc-CentOS模板

因为默认情况下，在使用lxc-centos模板时，会从互联网下载对应的系统安装的程序包，而此时如果你的虚拟机无法连接互联网，可以将访问路径指向本地yum仓库中安装使用。

[root@localhost mnt]# vim /usr/share/lxc/templates/lxc-centos
[base]
name=CentOS-$release - Base
baseurl=file:///mnt

    

备注：因为此处没有使用到update，所以已将[update]字段删除，如有需要可以重新添加指定

10、创建CentOS虚拟机

[root@localhost ~]# lxc-create -n centos6 -t /usr/share/lxc/templates/lxc-centos

#指定虚拟机的名称为centos6

     

11、设定root密码

[root@localhost ~]# chroot /var/lib/lxc/centos6/rootfs passwd

12、启动虚拟机

[root@localhost mnt]# lxc-start -n centos6

     

备注：如果直接这样启用，虚拟机将会占用当前终端，所以可以加 �d 参数，将其在后台启用，当系统启用完成后，可以使用ssh远程连接使用。

13、测试

     

此时可以对虚拟机进行操作，比如重启、关机、安装软件等操作。