40028b70f4b0796933ad342cc2bf186a7cd5aba5
[pve-docs.git] / pct.adoc
1 ifdef::manvolnum[]
2 PVE({manvolnum})
3 ================
4 include::attributes.txt[]
5
6 NAME
7 ----
8
9 pct - Tool to manage Linux Containers (LXC) on Proxmox VE
10
11
12 SYNOPSYS
13 --------
14
15 include::pct.1-synopsis.adoc[]
16
17 DESCRIPTION
18 -----------
19 endif::manvolnum[]
20
21 ifndef::manvolnum[]
22 Proxmox Container Toolkit
23 =========================
24 include::attributes.txt[]
25 endif::manvolnum[]
26
27
28 Containers are a lightweight alternative to fully virtualized
29 VMs. Instead of emulating a complete Operating System (OS), containers
30 simply use the OS of the host they run on. This implies that all
31 containers use the same kernel, and that they can access resources
32 from the host directly.
33
34 This is great because containers do not waste CPU power nor memory due
35 to kernel emulation. Container run-time costs are close to zero and
36 usually negligible. But there are also some drawbacks you need to
37 consider:
38
39 * You can only run Linux based OS inside containers, i.e. it is not
40   possible to run FreeBSD or MS Windows inside.
41
42 * For security reasons, access to host resources needs to be
43   restricted. This is done with AppArmor, SecComp filters and other
44   kernel features. Be prepared that some syscalls are not allowed
45   inside containers.
46
47 {pve} uses https://linuxcontainers.org/[LXC] as underlying container
48 technology. We consider LXC as low-level library, which provides
49 countless options. It would be too difficult to use those tools
50 directly. Instead, we provide a small wrapper called `pct`, the
51 "Proxmox Container Toolkit".
52
53 The toolkit is tightly coupled with {pve}. That means that it is aware
54 of the cluster setup, and it can use the same network and storage
55 resources as fully virtualized VMs. You can even use the {pve}
56 firewall, or manage containers using the HA framework.
57
58 Our primary goal is to offer an environment as one would get from a
59 VM, but without the additional overhead. We call this "System
60 Containers".
61
62 NOTE: If you want to run micro-containers (with docker, rkt, ...), it
63 is best to run them inside a VM.
64
65
66 Security Considerations
67 -----------------------
68
69 Containers use the same kernel as the host, so there is a big attack
70 surface for malicious users. You should consider this fact if you
71 provide containers to totally untrusted people. In general, fully
72 virtualized VMs provide better isolation.
73
74 The good news is that LXC uses many kernel security features like
75 AppArmor, CGroups and PID and user namespaces, which makes containers
76 usage quite secure. We distinguish two types of containers:
77
78 Privileged containers
79 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
80
81 Security is done by dropping capabilities, using mandatory access
82 control (AppArmor), SecComp filters and namespaces. The LXC team
83 considers this kind of container as unsafe, and they will not consider
84 new container escape exploits to be security issues worthy of a CVE
85 and quick fix. So you should use this kind of containers only inside a
86 trusted environment, or when no untrusted task is running as root in
87 the container.
88
89 Unprivileged containers
90 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
91
92 This kind of containers use a new kernel feature called user
93 namespaces. The root uid 0 inside the container is mapped to an
94 unprivileged user outside the container. This means that most security
95 issues (container escape, resource abuse, ...) in those containers
96 will affect a random unprivileged user, and so would be a generic
97 kernel security bug rather than an LXC issue. The LXC team thinks
98 unprivileged containers are safe by design.
99
100
101 Configuration
102 -------------
103
104 The '/etc/pve/lxc/<CTID>.conf' file stores container configuration,
105 where '<CTID>' is the numeric ID of the given container. Like all
106 other files stored inside '/etc/pve/', they get automatically
107 replicated to all other cluster nodes.
108
109 NOTE: CTIDs < 100 are reserved for internal purposes, and CTIDs need to be
110 unique cluster wide.
111
112 .Example Container Configuration
113 ----
114 ostype: debian
115 arch: amd64
116 hostname: www
117 memory: 512
118 swap: 512
119 net0: bridge=vmbr0,hwaddr=66:64:66:64:64:36,ip=dhcp,name=eth0,type=veth
120 rootfs: local:107/vm-107-disk-1.raw,size=7G
121 ----
122
123 Those configuration files are simple text files, and you can edit them
124 using a normal text editor ('vi', 'nano', ...). This is sometimes
125 useful to do small corrections, but keep in mind that you need to
126 restart the container to apply such changes.
127
128 For that reason, it is usually better to use the 'pct' command to
129 generate and modify those files, or do the whole thing using the GUI.
130 Our toolkit is smart enough to instantaneously apply most changes to
131 running containers. This feature is called "hot plug", and there is no
132 need to restart the container in that case.
133
134 File Format
135 ~~~~~~~~~~~
136
137 Container configuration files use a simple colon separated key/value
138 format. Each line has the following format:
139
140  # this is a comment
141  OPTION: value
142
143 Blank lines in those files are ignored, and lines starting with a '#'
144 character are treated as comments and are also ignored.
145
146 It is possible to add low-level, LXC style configuration directly, for
147 example:
148
149  lxc.init_cmd: /sbin/my_own_init
150
151 or
152
153  lxc.init_cmd = /sbin/my_own_init
154
155 Those settings are directly passed to the LXC low-level tools.
156
157 Snapshots
158 ~~~~~~~~~
159
160 When you create a snapshot, 'pct' stores the configuration at snapshot
161 time into a separate snapshot section within the same configuration
162 file. For example, after creating a snapshot called 'testsnapshot',
163 your configuration file will look like this:
164
165 .Container Configuration with Snapshot
166 ----
167 memory: 512
168 swap: 512
169 parent: testsnaphot
170 ...
171
172 [testsnaphot]
173 memory: 512
174 swap: 512
175 snaptime: 1457170803
176 ...
177 ----
178
179 There are a few snapshot related properties like 'parent' and
180 'snaptime'. The 'parent' property is used to store the parent/child
181 relationship between snapshots. 'snaptime' is the snapshot creation
182 time stamp (unix epoch).
183
184 Guest Operating System Configuration
185 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
186
187 We normally try to detect the operating system type inside the
188 container, and then modify some files inside the container to make
189 them work as expected. Here is a short list of things we do at
190 container startup:
191
192 set /etc/hostname:: to set the container name
193
194 modify /etc/hosts:: to allow lookup of the local hostname
195
196 network setup:: pass the complete network setup to the container
197
198 configure DNS:: pass information about DNS servers
199
200 adapt the init system:: for example, fix the number of spawned getty processes
201
202 set the root password:: when creating a new container
203
204 rewrite ssh_host_keys:: so that each container has unique keys
205
206 randomize crontab:: so that cron does not start at the same time on all containers
207
208 Changes made by {PVE} are enclosed by comment markers:
209
210 ----
211 # --- BEGIN PVE ---
212 <data>
213 # --- END PVE ---
214 ----
215
216 Those markers will be inserted at a reasonable location in the
217 file. If such a section already exists, it will be updated in place
218 and will not be moved.
219
220 Modification of a file can be prevented by adding a `.pve-ignore.`
221 file for it.  For instance, if the file `/etc/.pve-ignore.hosts`
222 exists then the `/etc/hosts` file will not be touched. This can be a
223 simple empty file creatd via:
224
225  # touch /etc/.pve-ignore.hosts
226
227 Most modifications are OS dependent, so they differ between different
228 distributions and versions. You can completely disable modifications
229 by manually setting the 'ostype' to 'unmanaged'.
230
231 OS type detection is done by testing for certain files inside the
232 container:
233
234 Ubuntu:: inspect /etc/lsb-release ('DISTRIB_ID=Ubuntu')
235
236 Debian:: test /etc/debian_version
237
238 Fedora:: test /etc/fedora-release
239
240 RedHat or CentOS:: test /etc/redhat-release
241
242 ArchLinux:: test /etc/arch-release
243
244 Alpine:: test /etc/alpine-release
245
246 Gentoo:: test /etc/gentoo-release
247
248 NOTE: Container start fails if the configured 'ostype' differs from the auto
249 detected type.
250
251 Options
252 ~~~~~~~
253
254 include::pct.conf.5-opts.adoc[]
255
256
257 Container Images
258 ----------------
259
260 Container Images, sometimes also referred to as "templates" or
261 "appliances", are 'tar' archives which contain everything to run a
262 container. You can think of it as a tidy container backup. Like most
263 modern container toolkits, 'pct' uses those images when you create a
264 new container, for example:
265
266  pct create 999 local:vztmpl/debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
267
268 Proxmox itself ships a set of basic templates for most common
269 operating systems, and you can download them using the 'pveam' (short
270 for {pve} Appliance Manager) command line utility. You can also
271 download https://www.turnkeylinux.org/[TurnKey Linux] containers using
272 that tool (or the graphical user interface).
273
274 Our image repositories contain a list of available images, and there
275 is a cron job run each day to download that list. You can trigger that
276 update manually with:
277
278  pveam update
279
280 After that you can view the list of available images using:
281
282  pveam available
283
284 You can restrict this large list by specifying the 'section' you are
285 interested in, for example basic 'system' images:
286
287 .List available system images
288 ----
289 # pveam available --section system
290 system          archlinux-base_2015-24-29-1_x86_64.tar.gz
291 system          centos-7-default_20160205_amd64.tar.xz
292 system          debian-6.0-standard_6.0-7_amd64.tar.gz
293 system          debian-7.0-standard_7.0-3_amd64.tar.gz
294 system          debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
295 system          ubuntu-12.04-standard_12.04-1_amd64.tar.gz
296 system          ubuntu-14.04-standard_14.04-1_amd64.tar.gz
297 system          ubuntu-15.04-standard_15.04-1_amd64.tar.gz
298 system          ubuntu-15.10-standard_15.10-1_amd64.tar.gz
299 ----
300
301 Before you can use such a template, you need to download them into one
302 of your storages. You can simply use storage 'local' for that
303 purpose. For clustered installations, it is preferred to use a shared
304 storage so that all nodes can access those images.
305
306  pveam download local debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
307
308 You are now ready to create containers using that image, and you can
309 list all downloaded images on storage 'local' with:
310
311 ----
312 # pveam list local
313 local:vztmpl/debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz  190.20MB
314 ----
315
316 The above command shows you the full {pve} volume identifiers. They include
317 the storage name, and most other {pve} commands can use them. For
318 examply you can delete that image later with:
319
320  pveam remove local:vztmpl/debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
321
322
323 Container Storage
324 -----------------
325
326 Traditional containers use a very simple storage model, only allowing
327 a single mount point, the root file system. This was further
328 restricted to specific file system types like 'ext4' and 'nfs'.
329 Additional mounts are often done by user provided scripts. This turend
330 out to be complex and error prone, so we try to avoid that now.
331
332 Our new LXC based container model is more flexible regarding
333 storage. First, you can have more than a single mount point. This
334 allows you to choose a suitable storage for each application. For
335 example, you can use a relatively slow (and thus cheap) storage for
336 the container root file system. Then you can use a second mount point
337 to mount a very fast, distributed storage for your database
338 application.
339
340 The second big improvement is that you can use any storage type
341 supported by the {pve} storage library. That means that you can store
342 your containers on local 'lvmthin' or 'zfs', shared 'iSCSI' storage,
343 or even on distributed storage systems like 'ceph'. It also enables us
344 to use advanced storage features like snapshots and clones. 'vzdump'
345 can also use the snapshot feature to provide consistent container
346 backups.
347
348 Last but not least, you can also mount local devices directly, or
349 mount local directories using bind mounts. That way you can access
350 local storage inside containers with zero overhead. Such bind mounts
351 also provide an easy way to share data between different containers.
352
353
354 Mount Points
355 ~~~~~~~~~~~~
356
357 The root mount point is configured with the `rootfs` property, and you can
358 configure up to 10 additional mount points. The corresponding options
359 are called `mp0` to `mp9`, and they can contain the following setting:
360
361 include::pct-mountpoint-opts.adoc[]
362
363 Currently there are basically three types of mount points: storage backed
364 mount points, bind mounts and device mounts.
365
366 .Storage backed mount points
367
368 Storage backed mount points are managed by the {pve} storage subsystem and come
369 in three different flavors:
370
371 - Image based: These are raw images containing a single ext4 formatted file
372   system.
373 - ZFS Subvolumes: These are technically bind mounts, but with managed storage,
374   and thus allow resizing and snapshotting.
375 - Directories: passing `size=0` triggers a special case where instead of a raw
376   image a directory is created.
377
378 .Bind mount points
379
380 Bind mounts are considered to not be managed by the storage subsystem, so you
381 cannot make snapshots or deal with quotas from inside the container, and with
382 unprivileged containers you might run into permission problems caused by the
383 user mapping, and cannot use ACLs from inside an unprivileged container.
384
385 WARNING: For security reasons, bind mounts should only be established
386 using source directories especially reserved for this purpose, e.g., a
387 directory hierarchy under `/mnt/bindmounts`. Never bind mount system
388 directories like `/`, `/var` or `/etc` into a container - this poses a
389 great security risk. The bind mount source path must not contain any symlinks.
390
391 .Device mount points
392
393 Similar to bind mounts, device mounts are not managed by the storage, but for
394 these the `quota` and `acl` options will be honored.
395
396 .FUSE mounts
397
398 WARNING: Because of existing issues in the Linux kernel's freezer
399 subsystem the usage of FUSE mounts inside a container is strongly
400 advised against, as containers need to be frozen for suspend or
401 snapshot mode backups.
402
403 If FUSE mounts cannot be replaced by other mounting mechanisms or storage
404 technologies, it is possible to establish the FUSE mount on the Proxmox host
405 and use a bind mount point to make it accessible inside the container.
406
407 .Typical Container `rootfs` configuration
408 ----
409 rootfs: thin1:base-100-disk-1,size=8G
410 ----
411
412
413 Using quotas inside containers
414 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
415
416 Quotas allow to set limits inside a container for the amount of disk
417 space that each user can use.  This only works on ext4 image based
418 storage types and currently does not work with unprivileged
419 containers.
420
421 Activating the `quota` option causes the following mount options to be
422 used for a mount point:
423 `usrjquota=aquota.user,grpjquota=aquota.group,jqfmt=vfsv0`
424
425 This allows quotas to be used like you would on any other system. You
426 can initialize the `/aquota.user` and `/aquota.group` files by running
427
428 ----
429 quotacheck -cmug /
430 quotaon /
431 ----
432
433 and edit the quotas via the `edquota` command. Refer to the documentation
434 of the distribution running inside the container for details.
435
436 NOTE: You need to run the above commands for every mount point by passing
437 the mount point's path instead of just `/`.
438
439
440 Using ACLs inside containers
441 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
442
443 The standard Posix Access Control Lists are also available inside containers. 
444 ACLs allow you to set more detailed file ownership than the traditional user/
445 group/others model.
446
447
448 Container Network
449 -----------------
450
451 You can configure up to 10 network interfaces for a single
452 container. The corresponding options are called 'net0' to 'net9', and
453 they can contain the following setting:
454
455 include::pct-network-opts.adoc[]
456
457
458 Backup and Restore
459 ------------------
460
461 It is possible to use the 'vzdump' tool for container backup. Please
462 refer to the 'vzdump' manual page for details.
463
464
465 Managing Containers with 'pct'
466 ------------------------------
467
468 'pct' is the tool to manage Linux Containers on {pve}. You can create
469 and destroy containers, and control execution (start, stop, migrate,
470 ...). You can use pct to set parameters in the associated config file,
471 like network configuration or memory limits.
472
473 CLI Usage Examples
474 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
475
476 Create a container based on a Debian template (provided you have
477 already downloaded the template via the webgui)
478
479  pct create 100 /var/lib/vz/template/cache/debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
480
481 Start container 100
482
483  pct start 100
484
485 Start a login session via getty
486
487  pct console 100
488
489 Enter the LXC namespace and run a shell as root user
490
491  pct enter 100
492
493 Display the configuration
494
495  pct config 100
496
497 Add a network interface called eth0, bridged to the host bridge vmbr0,
498 set the address and gateway, while it's running
499
500  pct set 100 -net0 name=eth0,bridge=vmbr0,ip=192.168.15.147/24,gw=192.168.15.1
501
502 Reduce the memory of the container to 512MB
503
504  pct set 100 -memory 512
505
506
507 Files
508 ------
509
510 '/etc/pve/lxc/<CTID>.conf'::
511
512 Configuration file for the container '<CTID>'.
513
514
515 Container Advantages
516 --------------------
517
518 - Simple, and fully integrated into {pve}. Setup looks similar to a normal
519   VM setup. 
520
521   * Storage (ZFS, LVM, NFS, Ceph, ...)
522
523   * Network
524
525   * Authentification
526
527   * Cluster
528
529 - Fast: minimal overhead, as fast as bare metal
530
531 - High density (perfect for idle workloads)
532
533 - REST API
534
535 - Direct hardware access
536
537
538 Technology Overview
539 -------------------
540
541 - Integrated into {pve} graphical user interface (GUI)
542
543 - LXC (https://linuxcontainers.org/)
544
545 - cgmanager for cgroup management
546
547 - lxcfs to provive containerized /proc file system
548
549 - apparmor
550
551 - CRIU: for live migration (planned)
552
553 - We use latest available kernels (4.4.X)
554
555 - Image based deployment (templates)
556
557 - Container setup from host (Network, DNS, Storage, ...)
558
559
560 ifdef::manvolnum[]
561 include::pve-copyright.adoc[]
562 endif::manvolnum[]
563
564
565
566
567
568
569