systemd-nspawn以及container的学习

container的分类

目前container可以分为两大类，一类是Privileged container，一类是Unprivileged container。

Privileged container内部的root跟container外部的root是同一个用户（也就是UID都是0），如果在Privileged container中创建文件（比如在--bind的目录中创建文件），那么该文件在Host中的UID跟Container中的UID一样。这样可以做到与Host权限一一对应，某些情况下比较方便。

Unprivileged container内部的UID 0用户其实是被映射到了container外部的某个unprivileged用户，这是通过user namespace来实现的，如果在Unprivileged container中创建文件，那么该文件在Host中的UID跟Container中的不一样，而是没有对应用户的一串数字（实际上Host可以指定一个有用户的UID来作为Container的指定UID）。这样可以保证当container被攻破时，Host仍然安全。

systemd-nspawn的默认情况

systemd-nspawn分两种情况。

用systemd-nspawn直接启动
通过systemd-nspawn@.service模板启动，即machinectl

两种方式启动时默认选项不同。

通过systemd-nspawn@.service模板启动：

默认使用-b,--boot方式启动。
默认使用 Unprivileged container 选项-U。
默认使用-n,--network-veth网络配置。
默认使用 -j,--link-journal=try-guest日志配置。

systemd-nspawn@.service模板默认设置可以通过.nspawn配置文件覆盖掉。

machinectl

尝试了一下machinectl命令，差点以为把好不容易装好的centos7容器给搞坏了。注意：machinectl都是基于 systemd-nspawn@.service 模版启动的。

常用命令：

machinectl start <machine_name>：启动容器
machinectl stop <machine_name>：关闭容器
machinectl login <machine_name>：显示登录界面
machinectl enable/diable <machine_name>：是否以systemd-nspawn@.service方式开机启动

优先在 /var/lib/machines/ 目录中搜索，但是也会在 /usr/local/lib/machines/ 与 /usr/lib/machines/ 目录中搜索镜像，出于兼容性原因，还会在 /var/lib/container/ 中搜索镜像。

模板文件搜索规则

模板文件xxx.nspawn：

如果在 /etc/systemd/nspawn/ 与 /run/systemd/nspawn/ 目录中找到了对应的配置文件，那么将会应用其中的全部配置(但依然有可能会被命令行上的设置所覆盖)，同时将会停止进一步的搜索。
如果没有找到对应的配置文件，那么将会进一步在容器镜像文件的所在目录、或容器根目录的所在父目录中搜索。如果找到了对应的配置文件，那么将会仅应用其中的非特权指令，所有特权指令，也就是有可能造成权限提升或者要求访问主机资源(例如主机的文件或目录)的配置指令， 都将被忽略。

.nspawn文件语法可以参考man。

systemd-nspawn容器网络配置

-n,--network-veth配置方法：

Host运行systemd-networkd.service，此时Host端无ip。之后和container运行，此时Host端会自动配置ip。
container端配置ip地址,可以使用任何方式配置，比如ip addr add或者nmtui或者使用systemd-networkd。
确定Host内核开启ip转发功能。
确定Host端FORWARD链规则是否默认DROP。如果是，添加ACCEPT规则，可以参考Archwiki。
确定Host端iptables为ve-enth网卡开启dhcp端口（67，68），否则Host无法为container自动分配地址。

systemd-networkd.service(8) 默认包含 /usr/lib/systemd/network/80-container-ve.network，此文件匹配所有通过该选项创建的虚拟以太网连接的宿主端接口，此文件不但为这些接口启用了 DHCP 功能，而且还为这些接口设置了通向宿主机外部网络的路由(从而可以连通外网)。该服务还默认包含 /usr/lib/systemd/network/80-container-host0.network ，此文件匹配所有通过该选项创建的虚拟以太网连接的容器端接口，并且为这些接口启用了 DHCP 功能。如果在宿主与容器内同时运行了 systemd-networkd 服务，那么无须额外的配置，即可自动实现在容器与宿主之间进行 IP 通信，并且可以连接到外部网络。

撤销Unprivileged container造成的权限问题

撤销 --private-users-chown (或 -U) 造成的影响，可以通过将容器的 UID/GIU 起点重置为"0"来实现：

systemd-nspawn … --private-users=0 --private-users-chown