orga:2020:lxc [LUSC

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====== LXC Quick-Start ======
  * Basis: Frisch installiertes Debian 10 "Buster" (hier: als virtuelle Maschine)
  * Zum Spielen reichen 2 Cores, 2GB RAM und 10GB HD. \\ Jeweils das doppelte macht aber mehr Spaß ;)
  * Eine NIC, mit Internet-Anbindung

===== Vorbereitung =====
==== Notwendige Pakete ====
  * ''lxc'' - Die zentrale Befehle zum Umgang mit LXContainer
  * ''bridge-utils'' - Zum Verwaltung von Network Bridges
  * ''iptables'' (oder ''nftables'' oder ...) zum NAT der ausgehenden Verbindungen
  * ggf. ''dnsmasq'' - kleiner DHCP- und DNS-Server (wird auch von ''libvirt'' genutzt)


==== Bridge als Netzwerk-Basis für die LXContainer ====
Vorteil dieses Setups ist, dass die Container erst mal nur vom lokalen Host angesprochen werden können und man sich keine Sorgen um Sicherheitslücken o.ä. "von außen angreifbar" machen muss.

Bei den meist verwendeten ''veth''-Interfaces ("virtual ethernet") sieht man einen Teil im Container (meist "eth0", konfigurierbar)und einen Teil im Host-System (meist "veth??????"). Damit diese sauber ins Internet kommen und/oder untereinander kommunizieren können, brauchen wir eine "Bridge". Diese kann man sich im wesentlichen wie einen Switch (na gut, eher ein Hub) vorstellen, welcher in Software realisiert wird. Dazu legt man eben so ein Interface an, hier mit dem Namen "br-lxc":

<file - /etc/network/interfaces.d/br-lxc>
auto br-lxc

iface br-lxc inet static
    address 192.168.42.1/24

    bridge_ports    none
    bridge_maxwait  1        
    bridge_stp      on

    up      /sbin/ip link set up dev br-lxc
</file>

Dann fährt man die Bridge hoch:
<code>
root@lxc-host:~# ifup br-lxc
Waiting for br-lxc to get ready (MAXWAIT is 1 seconds).

root@lxc-host:~# ip -4 -brief -c a ls
lo               UNKNOWN        127.0.0.1/8
enp1s0           UP             192.168.99.42/24
br-lxc           DOWN           192.168.42.1/24 

root@lxc-host:~#  brctl show br-lxc
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
br-lxc          8000.000000000000       yes
</code>

  * Später sieht man beim ''brctl show br-lxc'' unter "interfaces" dann die ''veth??????'' der LXContainer.
  * ''enp1s0'' ist hier das externe Interfaces (private IP weil es ja auch nur eine virtuelle Maschine ist)


==== Routing & NAT ====
Normalerweise ist das Routing von Paketen "durch den Linux-Kernel" abgeschaltet. Für uns heißt das, dass die LXContainer noch nicht ins Netz kommen. Wir müssen also das Routing ("IP forwarding") aktivieren und anschließend die internen IP-Adressen der Container noch auf unsere "öffentliche" Adresse NAT'en.

<file - /etc/sysctl.conf>
# Uncomment the next line to enable packet forwarding for IPv4
net.ipv4.ip_forward=1
</file>

Um die Änderung zu aktivieren, rufen wir ''sysctl'' eben von Hand auf - inkl. anschließender Kontrolle. Bei einem Reboot wird der Eintrag automatisch gelesen und gesetzt.
<code>
root@lxc-host:~# sysctl -p /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.ip_forward = 1

root@lxc-host:~# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
1
</code>

Last but not least das NAT'ing der internen IPs (siehe ''br-lxc''-Konfiguration oben, IP-Netz 192.168.42.1/24) Richtung Internet
<code>
root@lxc-host:~# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.42.1/24 -o en1ps0 -j MASQUERADE
</code>
  * **ACHTUNG** Dieser Aufruf gilt nur bis zum Reboot!
  * Permanent kann man das z. B. mit Hilfe des Pakets ''iptables-persistent'' speichern
  * Alternativ trägt man in ''/etc/network/interfaces.d/br-lxc'' **zusätzlich** die Zeilen <code>up /sbin/iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.42.1/24 -o en1ps0 -j MASQUERADE
down /sbin/iptables -t nat -D POSTROUTING -s 192.168.42.1/24 -o en1ps0 -j MASQUERADE</code> ein


==== DHCP & DNS - dnsmasq ====

Die meisten Images für Container gehen davon aus, dass IP-Adressen per DHCP vergeben werden. Außerdem müssten wir noch für einen DNS-Server/-Forwarder sorgen. Beides kann ''dnsmasq'' recht einfach bereitstellen. Nach der Installation fügt man folgende Zeilen am Ende der Datei ''/etc/dnsmasq.conf'' ein:
<file - /etc/dnsmasq.conf>
local=/br-lxc/
domain=br-lxc
expand-hosts

interface=br-lxc

dhcp-range=br-lxc,192.168.42.100,192.168.42.199,60m

dhcp-no-override
dhcp-authoritative

dhcp-option=option:dns-server,192.168.42.1
dhcp-option=option:router,192.168.42.1
</file>

Restart des Dienstes:
<code>
root@lxc-host # service dnsmasq restart
</code>


===== Container erstellen =====
Der vermutlich am häufigsten aufgerufene Befehl ist ''lxc-ls''. Sinnvoll ist, wenn man sich gleich den Aufruf ''lxc-ls -f'' ("fancy") merkt - oder sich ein Alias darauf anlegt. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt dieser noch nichts aus, es gibt ja auch noch keinen Container.

Daher legen wir doch einfach mal einen Container (hier Alpine 3.11, AMD64) mit Hilfe des Befehls ''lxc-create'' an, kontrollieren dies und starten den Container:
<code>
root@lxc-host # lxc-create -n container1 -t download -- -d alpine -r 3.11 -a amd64
Setting up the GPG keyring
Downloading the image index
Downloading the rootfs
Downloading the metadata
The image cache is now ready
Unpacking the rootfs

---
You just created an Alpinelinux 3.11 x86_64 (20200625_13:00) container. 

root@lxc-host # lxc-ls -f
NAME       STATE   AUTOSTART GROUPS IPV4 IPV6 UNPRIVILEGED 
container1 STOPPED 0         -      -    -    false   

root@lxc-host # lxc-start -n container1; sleep 60; lxc-ls -f
NAME       STATE   AUTOSTART GROUPS IPV4 IPV6 UNPRIVILEGED 
container1 RUNNING 0         -      -    -    false    
</code>
  * ''- -'' bei ''lxc-create'' sorgt dafür, dass die Parameter ''-d'', ''-r'' und ''-a'' an das Template ''download'' (selbst ein Shell-Script) übergeben werden.
  * Der ''sleep 60'' soll nur ein gewisses Warten signalisieren
  * Der Container wird aber auch nach 600 oder 6000 Sekunden keine IP bekommen!


===== In den Container wechseln =====
Warum bekommt der Container keine IP? Nun, gehen wir doch mal in den Container und sehen uns dort die Netzwerk-Konfiguration an:
<code>
root@lxc-host # lxc-attach container1
~ # ip a
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
~ # exit
root@lxc-host # 
</code>
  * Der Container hat schlicht und einfach nur das ''lo''-Interface!

Will man eben nur schnell einen Befehl im Container ausführen, kann man dies auch direkt mit ''lxc-attach'' machen:
<code>
root@lxc-host # lxc-attach container1 -- ifconfig -a
lo        Link encap:Local Loopback  
          LOOPBACK  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
</code>
  * Der ''- -'' ist notwendig, sonst interpretiert ''lxc-attach'' die Option ''-a'' und da er diese nicht kennt, bricht er mit einer Fehlermeldung ab


===== (Netzwerk-)Konfiguration des Containers =====
LXContainer werden unter ''/var/lib/lxc/<CONTAINERNAME>/config'' konfiguriert, auch die Netzwerk-Interfaces:
<file - /var/lib/lxc/container1/config>
# Template used to create this container: /usr/share/lxc/templates/lxc-download
# Parameters passed to the template: -d alpine -r 3.11 -a amd64
# Template script checksum (SHA-1): 273c51343604eb85f7e294c8da0a5eb769d648f3
# For additional config options, please look at lxc.container.conf(5)

# Uncomment the following line to support nesting containers:
#lxc.include = /usr/share/lxc/config/nesting.conf
# (Be aware this has security implications)


# Distribution configuration
lxc.include = /usr/share/lxc/config/common.conf
lxc.arch = linux64

# Container specific configuration
lxc.apparmor.profile = generated
lxc.apparmor.allow_nesting = 1
lxc.rootfs.path = dir:/var/lib/lxc/container1/rootfs
lxc.uts.name = container1

# Network configuration
lxc.net.0.type = empty
</file>
  * Ganz unten steht ''lxc.net.0.type = empty'' - es gibt kein Netzwerk!

''lxc-create'' liest die Datei ''/etc/lxc/default.conf'' ein und übergibt die dort platzierten Parameter in der Container-Config. Und in dieser steht eben:
<file - /etc/lxc/default.conf>
lxc.net.0.type = empty
lxc.apparmor.profile = generated
lxc.apparmor.allow_nesting = 1
</file>

Man kann jetzt
  * von Hand (und für jeden zukünftigen Container) diese Config anpassen
  * eine Datei ''/etc/lxc/br-lxc.conf'' anlegen und diese dann beim Aufruf von ''lxc-create'' übergeben: <code>lxc-create -n container2 -t download -f /etc/lxc/br-lxc.conf -- -d alpine -r 3.11 -a amd64</code>
  * die Datei ''/etc/lxc/default.conf'' anpassen

Für Fall (2 und) 3 würde es so aussehen:
<file - /etc/lxc/default.conf>
lxc.apparmor.profile = generated
lxc.apparmor.allow_nesting = 1

lxc.net.0.type = veth
lxc.net.0.flags = up
# lxc.net.0.veth.pair = LXCxxx
lxc.net.0.name = eth0
lxc.net.0.hwaddr = 0e:0e:XX:XX:XX:XX
lxc.net.0.link = br-lxc

# lxc.net.0.ipv4.address = 192.168.42.XXX
# lxc.net.0.ipv4.gateway = 192.168.42.1
</file>
  * ''0'' bezeichnet das erste Interface im Container. Es kann also mehrere geben - bis sechs funktioniert das auch auf jeden Fall ;)
  * Ich verwende hier ''veth'' (mehr oder minder default)
  * Man könnte dem Interface im Host einen Namen (''veth.pair'') geben. Das muss aber je Container erfolgen, daher hier auskommentiert.
  * Im Container soll das Interface ''eth0'' heißen
  * Die MAC-Adresse ''hwaddr'' wird beim Anlegen festgelegt. 
    * Die ''XX'' werden durch Zufallswerte aufgefüllt. So bekommt jeder Container eine eigene MAC-Adresse und (hoffentlich) beim Neustart die gleiche IP wie früher - abhängig von den Einstellungen des ''dnsmasq''
    * Im ersten Byte sind ''02'', ''06'', ''0A'' und ''0E'' für private Nutzung (eben zum Beispiel Virtualisierung) reserviert.
  * Man kann (statt DHCP im Container) auch von außen eine IP und Default-GW festlegen, hier auskommentiert, weil DHCP default ist

Mit dieser Einstellung (Netzwerk-Konfiguration in ''/etc/lxc/default.conf'') bekommt ein neuer Container nun eine IP:
<code>
root@lxc-host # lxc-create -n container2 -t download -- -d alpine -r 3.11 -a amd64 && lxc-start container2 && sleep 60 && lxc-ls -f
Using image from local cache
Unpacking the rootfs

---
You just created an Alpinelinux 3.11 x86_64 (20200625_13:00) container.
NAME       STATE   AUTOSTART GROUPS IPV4           IPV6 UNPRIVILEGED 
container1 RUNNING 0         -      -              -    false        
container2 RUNNING 0         -      192.168.42.100 -    false        
</code>
  * Da das Image für Alpine 3.11 schon im Cache (''/var/cache/lxc/'') liegt, nimmt er direkt dieses beim Anlegen

<code>
root@lxc-host # lxc-attach container2 -- ping -c3 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8): 56 data bytes
64 bytes from 8.8.8.8: seq=0 ttl=118 time=4.978 ms
64 bytes from 8.8.8.8: seq=1 ttl=118 time=5.065 ms
64 bytes from 8.8.8.8: seq=2 ttl=118 time=5.308 ms

--- 8.8.8.8 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 4.978/5.117/5.308 ms
</code>


===== Welche Images gibt es? =====
Will man wissen, welche Images es überhaupt gibt, kann man das entweder auf der Web-Seite http://uk.images.linuxcontainers.org/ nachsehen, oder so tun, als ob man einen neuen Container anlegen möchte:
<code>
root@lxc-host # lxc-create -n xx -t download -- --list --no-validate
[...]
root@lxc-host # lxc-create -n xx -t download -- --list -a amd64 --no-validate
[...]
root@lxc-host # lxc-create -n xx -t download -- --list -d devuan --no-validate
[...]
root@lxc-host # lxc-create -n xx -t download -- --list -d debian -a amd64 --no-validate
---
DIST    RELEASE ARCH    VARIANT BUILD
---
debian  bullseye        amd64   default 20200625_05:24
debian  buster  amd64   default 20200625_05:24
debian  jessie  amd64   default 20200625_05:24
debian  sid     amd64   default 20200625_05:24
debian  stretch amd64   default 20200625_05:24
---
</code>
  * Ausgaben bis auf den letzten Fall gekürzt
  * ''--no-validate'' damit's ein bisschen schneller geht (Nicht aber beim "echte" Anlegen!)
  * Zum (weiteren) Filtern kann man die Parameter angeben:
    * ''-d'' (Distribution, z. B. "debian", "devuan", "alpine", ...")
    * ''-r'' (Release, z. B. "buster", "stretch" für Debian, "beowulf" für Devuan, "3.12, "3.11" für Alpine, ...)
    * ''-a'' (Architektur, heute praktisch immer "amd64". "i386" braucht zwar etwas weniger RAM, aber neue Ubuntus oder CentOS gibt es gar nicht mehr für 32-Bit)

==== Verschiedene Distris in LXContainern ====
Hier nochmal ein paar laufende Container mit Open-SSH in der erweiterten Ausgabe:
<code>
root@lxc-host # lxc-ls -f -F name,state,pid,ram,swap,autostart,groups,interface,ipv4,ipv6,UNPRIVILEGED
NAME       STATE   PID  RAM     SWAP   AUTOSTART GROUPS INTERFACE IPV4           IPV6 UNPRIVILEGED 
Alpine3C   RUNNING 3059  5.87MB 0.00MB 0         -      eth0, lo  192.168.42.144 -    false        
Archlinux  RUNNING 4704 39.93MB 0.00MB 0         -      eth0, lo  192.168.42.132 -    false        
CentOS8    RUNNING 4765 50.61MB 0.00MB 0         -      eth0, lo  192.168.42.133 -    false        
Debian10   RUNNING 3340 83.50MB 0.00MB 0         -      eth0, lo  192.168.42.130 -    false        
Devuan10   RUNNING 3414 25.03MB 0.00MB 0         -      eth0, lo  192.168.42.131 -    false        
Voidlinux  RUNNING 5271  7.46MB 0.00MB 0         -      eth0, lo  192.168.42.158 -    false     
</code>
  * Deswegen verwende ich immer häufiger Alpine :D


===== Template "oci" =====
Mit dem Template "oci" kann man aus diversen Container-Registries (z. B. https://hub.docker.com) Images herunterladen und diese als LXContainer auf die Platte legen. Dies klappt nicht immer auf Anhieb, die meisten sind dann für ''lxc-execute'' konfiguriert (nur ein Command im Container), ggf. muss noch DHCP aktiviert werden, usw.

Damit dies auf Debian 10/Buster funktioniert, muss man das Paket "skopeo" händisch aus Testing/Bullseye installieren (http://ftp.de.debian.org/debian/pool/main/s/skopeo/), dazu noch ''umoci'' und die Datei ''/etc/containers/policy.json'' anlegen:
<file - /etc/containers/policy.json>
{
    "default": [
        {
            "type": "insecureAcceptAnything"
        }
    ],
    "transports":
        {
            "docker-daemon":
                {
                    "": [{"type":"insecureAcceptAnything"}]
                }
        }
}
</file>

===== Reverse Proxy =====
Laufen in den LXC-Containern Web-Anwendungen, müssen diese natürlich noch irgendwie "ins Web" gebracht werden. Dafür gibt es verschiedenste Wege. Einer davon wäre, auf dem Host einen Apache zu installieren. Dieser kann dann mit einem VHost Reverse-Proxy für einen oder mehrere Container sein. Je nach Anwendungsfall müssen noch weitere Einträge vorgenommen werden, z.B. "Websockets".

<file - /etc/apache2/sites-enabled/subdom.lusc.de.conf>
<IfModule ssl_module>
	<VirtualHost *:443>

		DocumentRoot "/var/www/empty"
		<Directory "/var/www/empty">
			Options Indexes FollowSymLinks
			AllowOverride None
			Require all granted
		</Directory>
		ServerName subdom.lusc.de
		ServerAlias www.subdom.lusc.de
		ServerAdmin webmaster@localhost
		ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/subdom.lusc.de.error.log
		CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/subdom.lusc.de.access.log combined

		<IfModule http2_module>
			Protocols h2 http/1.1
		</IfModule>

		SSLEngine on
		SSLCertificateFile	/var/lib/dehydrated/certs/subdom.lusc.de/cert.pem
		SSLCertificateKeyFile	/var/lib/dehydrated/certs/subdom.lusc.de/privkey.pem
		SSLCertificateChainFile	/var/lib/dehydrated/certs/subdom.lusc.de/chain.pem

		SSLProtocol		All -SSLv2 -SSLv3 -TLSv1 -TLSv1.1
		SSLCipherSuite		EECDH+AESGCM:EDH+AESGCM:AES256+EECDH:AES256+EDH
		SSLHonorCipherOrder	On

		SSLSessionTickets	Off

		ProxyPreserveHost	On
		RequestHeader	unset	X-Forwarded-For
		RequestHeader	set	X-Forwarded-Proto	https

		ProxyPass		/	http://192.168.1.80/
		ProxyPassReverse	/	http://192.168.1.80/
	</VirtualHost>
</IfModule>



<VirtualHost *:80>
	DocumentRoot "/var/www/empty"
	<Directory "/var/www/empty">
		Options Indexes FollowSymLinks
		AllowOverride None
		Require all granted
	</Directory>
	ServerName subdom.lusc.de
	ServerAlias www.subdom.lusc.de
	ServerAdmin webmaster@localhost
	ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/subdom.lusc.de.error.log
	CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/subdom.lusc.de.access.log combined

	<IfModule http2_module>
		Protocols h2c http/1.1
	</IfModule>

	<If "%{REQUEST_URI} !~ m#^/.well-known/acme-challenge/#">
		Redirect	/	https://subdom.lusc.de/
	</If>
</VirtualHost>

# vim: syntax ft=apache noet
</file>