Fedora 中的容器技术：systemd-nspawn
本文将说明你可以怎样使用 Fedora 中各种可用的容器技术和学习“systemd-nspawn”的相关知识。
一个容器就是一个用户空间实例，它能够在与托管容器的系统（叫做宿主系统）相隔离的环境中运行一个程序或者一个操作系统。这和"chroot"或虚拟机的思想非常类似。运行在容器中的进程是由与宿主操作系统相同的内核来管理的，但它们是与宿主文件系统以及其它进程隔离开的。
systemd项目认为应当将容器技术变成桌面的基础部分，并且应当和用户的其余系统集成在一起。为此systemd提供了 "systemd-nspawn"这款工具能够使用多种 Linux 技术创建容器。它也提供了一些容器管理工具。
"systemd-nspawn"和"chroot" 在许多方面都是类似的，但是前者更加强大。它虚拟化了文件系统、进程树以及客户系统中的进程间通信。它的吸引力在于它提供了很多用于管理容器的工具，例如用来管理容器的"machinectl"。由"systemd-nspawn"运行的容器将会与 systemd 组件一同运行在宿主系统上。举例来说，一个容器的日志可以输出到宿主系统的日志中。
在 Fedora 24 上，"systemd-nspawn"已经从 systemd 软件包分离出来了，所以你需要安装"systemd-container"软件包。一如往常，你可以使用"dnf install systemd-container"进行安装。
使用"systemd-nspawn"创建一个容器是很容易的。假设你有一个专门为 Debian 创造的应用，并且无法在其它发行版中正常运行。那并不是一个问题，我们可以创造一个容器！为了设置容器使用最新版本的 Debian（现在是 Jessie），你需要挑选一个目录来放置你的系统。我暂时将使用目录"~/DebianJessie"。
一旦你创建完目录，你需要运行"debootstrap"，你可以从 Fedora 仓库中安装它。对于 Debian Jessie，你运行下面的命令来初始化一个 Debian 文件系统。
$ debootstrap --arch=amd64 stable ~/DebianJessie
以上默认你的架构是 x86_64。如果不是的话，你必须将架构的名称改为"amd64"。你可以使用"uname -m"得知你的机器架构。一旦设置好你的根目录，你就可以使用下面的命令来启动你的容器。
$ systemd-nspawn -bD ~/DebianJessie
容器将会在数秒后准备好并运行，当你试图登录时就会注意到：你无法使用你的系统上任何账户。这是因为"systemd-nspawn" 虚拟化了用户。修复的方法很简单：将之前的命令中的"-b"移除即可。你将直接进入容器的 root 用户的 shell。此时，你只能使用"passwd"命令为 root 设置密码，或者使用"adduser"命令添加一个新用户。一旦设置好密码或添加好用户，你就可以把"-b"标志添加回去然后继续了。你会进入到熟悉的登录控制台，然后你使用设置好的认证信息登录进去。
以上对于任意你想在容器中运行的发行版都适用，但前提是你需要使用正确的包管理器创建系统。对于 Fedora，你应使用 DNF 而非debootstrap。想要设置一个最小化的 Fedora 系统，你可以运行下面的命令，要将“/absolute/path/”替换成任何你希望容器存放的位置。
$ sudo dnf --releasever=24 --installroot=/absolute/path/ install systemd passwd dnf fedora-release
如果你尝试启动一个服务，但它绑定了你宿主机正在使用的端口，你将会注意到这个问题：你的容器正在使用和宿主机相同的网络接口。幸运的是，systemd-nspawn 提供了几种可以将网络从宿主机分开的方法。
第一种方法是使用 "--private-network" 标志，它默认仅创建一个回环设备。这对于你不需要使用网络的环境是非常理想的，例如构建系统和其它持续集成系统。
如果你有多个网络接口设备，你可以使用 "--network-interface" 标志给容器分配一个接口。想要给我的容器分配 "eno1"，我会添加选项"--network-interface=eno1"。当某个接口分配给一个容器后，宿主机就不能同时使用那个接口了。只有当容器彻底关闭后，宿主机才可以使用那个接口。
对于我们中那些并没有额外的网络设备的人来说，还有其它方法可以访问容器。一种就是使用"--port"选项。这会将容器中的一个端口定向到宿主机。使用格式是"协议:宿主机端口:容器端口"，这里的协议可以是 tcp 或者 udp，"" 是宿主机的一个合法端口，"容器端口 "则是容器中的一个合法端口。你可以省略协议，只指定 宿主机端口:容器端口。我通常的用法类似 "--port=2222:22"。你可以使用
--network-veth
启用完全的、仅宿主机模式的网络，这会在宿主机和容器之间创建一个虚拟的网络接口。你也可以使用
--network-bridge
桥接二者的连接。
如果你容器中的系统含有"D-Bus"，你可以使用 systemd 提供的实用工具来控制并监视你的容器。基础安装的 Debian 并不包含" dbus"。如果你想在 Debian Jessie 中使用"dbus"，你需要运行命令:
apt install dbus
为了能够轻松地管理容器，systemd 提供了"machinectl实用工具。使用"machinectl"，你可以使用"machinectl login name"登录到一个容器中、使用"machinectl status name"检查状态、使用"machinectl reboot name"启动容器或者使用"machinectl poweroff name"关闭容器。
多数 systemd 命令，例如"journalctl","systemd-analyze"和"systemctl"，都支持使用"--machine"选项来指定容器。例如，如果你想查看一个名为 “foobar” 的容器的日志，你可以使用:
journalctl --machine=foobar
你也可以使用:
systemctl --machine=foobar status service
来查看运行在这个容器中的服务状态。
如果你要使用 SELinux 强制模式（Fedora 默认模式），你需要为你的容器设置 SELinux 环境。想要那样的话，你需要在宿主系统上运行下面两行命令。
$ semanage fcontext -a -t svirt_sandbox_file_t "/path/to/container(/.*)?" $ restorecon -R /path/to/container/
确保使用你的容器路径替换 “/path/to/container”。对于我的容器 "DebianJessie"，我会运行下面的命令：
$ semanage fcontext -a -t svirt_sandbox_file_t "/home/johnmh/DebianJessie(/.*)?" $ restorecon -R /home/johnmh/DebianJessie/
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