add section about container images/templates
[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 Free BSD or MS Windows inside.
41
42 * For security reasons, access to host resources need to be
43   restricted. This is done with AppArmor, SecComp filters and other
44   kernel feature. 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 to difficult to use those tools
50 directly. Instead, we provide a small wrapper called `pct`, the
51 "Proxmox Container Toolkit".
52
53 The toolkit it 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, rct, ...), 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 VM provides 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 a LXC issue. LXC people think
98 unprivileged containers are safe by design.
99
100
101 Configuration
102 -------------
103
104 The '/etc/pve/lxc/<CTID>.conf' files stores container configuration,
105 where '<CTID>' is the numeric ID of the given container. Note that
106 CTIDs < 100 are reserved for internal purposes, and CTIDs need to be
107 cluster wide unique. Files are stored inside '/etc/pve/', so they get
108 automatically replicated to all other cluster nodes.
109
110 .Example Container Configuration
111 ----
112 ostype: debian
113 arch: amd64
114 hostname: www
115 memory: 512
116 swap: 512
117 net0: bridge=vmbr0,hwaddr=66:64:66:64:64:36,ip=dhcp,name=eth0,type=veth
118 rootfs: local:107/vm-107-disk-1.raw,size=7G
119 ----
120
121 Those configuration files are simple text files, and you can edit them
122 using a normal text editor ('vi', 'nano', ...). This is sometimes
123 useful to do small corrections, but keep in mind that you need to
124 restart the container to apply such changes.
125
126 For that reason, it is usually better to use the 'pct' command to
127 generate and modify those files, or do the whole thing using the GUI.
128 Our toolkit is smart enough to instantaneously apply most changes to
129 running containers. This feature is called "hot plug", and there is no
130 need to restart the container in that case.
131
132 File Format
133 ~~~~~~~~~~~
134
135 Container configuration files use a simple colon separated key/value
136 format. Each line has the following format:
137
138  # this is a comment
139  OPTION: value
140
141 Blank lines in those files are ignored, and lines starting with a '#'
142 character are treated as comments and are also ignored.
143
144 It is possible to add low-level, LXC style configuration directly, for
145 example:
146
147  lxc.init_cmd: /sbin/my_own_init
148
149 or
150
151  lxc.init_cmd = /sbin/my_own_init
152
153 Those settings are directly passed to the LXC low-level tools.
154
155 Snapshots
156 ~~~~~~~~~
157
158 When you create a snapshot, 'pct' stores the configuration at snapshot
159 time into a separate snapshot section within the same configuration
160 file. For example, after creating a snapshot called 'testsnapshot',
161 your configuration file will look like this:
162
163 .Container Configuration with Snapshot
164 ----
165 memory: 512
166 swap: 512
167 parent: testsnaphot
168 ...
169
170 [testsnaphot]
171 memory: 512
172 swap: 512
173 snaptime: 1457170803
174 ...
175 ----
176
177 There are a view snapshot related properties like 'parent' and
178 'snaptime'. They 'parent' property is used to store the parent/child
179 relationship between snapshots. 'snaptime' is the snapshot creation
180 time stamp (unix epoch).
181
182 Guest Operating System Configuration
183 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
184
185 We normally try to detect the operating system type inside the
186 container, and then modify some files inside the container to make
187 them work as expected. Here is a short list of things we do at
188 container startup:
189
190 set /etc/hostname:: to set the container name
191
192 modify /etc/hosts:: allow to lookup the local hostname
193
194 network setup:: pass the complete network setup to the container
195
196 configure DNS:: pass information about DNS servers
197
198 adopt the init system:: for example, fix the number os spawned getty processes
199
200 set the root password:: when creating a new container
201
202 rewrite ssh_host_keys:: so that each container has unique keys
203
204 randomize crontab:: so that cron does not start at same time on all containers
205
206 Above task depends on the OS type, so the implementation is different
207 for each OS type. You can also disable any modifications by manually
208 setting the 'ostype' to 'unmanaged'.
209
210 OS type detection is done by testing for certain files inside the
211 container:
212
213 Ubuntu:: inspect /etc/lsb-release ('DISTRIB_ID=Ubuntu')
214
215 Debian:: test /etc/debian_version
216
217 Fedora:: test /etc/fedora-release
218
219 RedHat or CentOS:: test /etc/redhat-release
220
221 ArchLinux:: test /etc/arch-release
222
223 Alpine:: test /etc/alpine-release
224
225 NOTE: Container start fails is configured 'ostype' differs from auto
226 detected type.
227
228
229 Container Images
230 ----------------
231
232 Container Images, somtimes also referred as "templates" or
233 "appliances", are 'tar' archives which contains everything to run a
234 container. You can think of it as a tidy container backup. Like most
235 modern container toolkits, 'pct' uses those images when you create a
236 new container, for example:
237
238  pct create 999 local:vztmpl/debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
239
240 Proxmox itself ships a set of basic templates for most common
241 operating systems, and you can download them using the 'pveam' (short
242 for {pve} Appliance Manager) command line utility. You can also
243 download https://www.turnkeylinux.org/[TurnKey Linux] containers using
244 that tool (or the graphical user interface).
245
246
247 Container Storage
248 -----------------
249
250 Traditional containers use a very simple storage model, only allowing
251 a single mount point, the root file system. This was further
252 restricted to specific file system types like 'ext4' and 'nfs'.
253 Additional mounts are often done by user provided scripts. This turend
254 out to be complex and error prone, so we trie to avoid that now.
255
256 Our new LXC based container model is more flexible regarding
257 storage. First, you can have more than a single mount point. This
258 allows you to choose a suitable storage for each application. For
259 example, you can use a relatively slow (and thus cheap) storage for
260 the container root file system. Then you can use a second mount point
261 to mount a very fast, distributed storage for your database
262 application.
263
264 The second big improvement is that you can use any storage type
265 supported by the {pve} storage library. That means that you can store
266 your containers on local 'lvmthin' or 'zfs', shared 'iSCSI' storage,
267 or even on distributed storage systems like 'ceph'. And it enables us
268 to use advanced storage features like snapshots and clones. 'vzdump'
269 can also use the snapshots feature to provide consistent container
270 backups.
271
272 Last but not least, you can also mount local devices directly, or
273 mount local directories using bind mounts. That way you can access
274 local storage inside containers with zero overhead. Such bind mounts
275 also provides an easy way to share data between different containers.
276
277
278 Managing Containers with 'pct'
279 ------------------------------
280
281 'pct' is the tool to manage Linux Containers on {pve}. You can create
282 and destroy containers, and control execution (start, stop, migrate,
283 ...). You can use pct to set parameters in the associated config file,
284 like network configuration or memory.
285
286 CLI Usage Examples
287 ------------------
288
289 Create a container based on a Debian template (provided you downloaded
290 the template via the webgui before)
291
292  pct create 100 /var/lib/vz/template/cache/debian-8.0-standard_8.0-1_amd64.tar.gz
293
294 Start container 100
295
296  pct start 100
297
298 Start a login session via getty
299
300  pct console 100
301
302 Enter the LXC namespace and run a shell as root user
303
304  pct enter 100
305
306 Display the configuration
307
308  pct config 100
309
310 Add a network interface called eth0, bridged to the host bridge vmbr0,
311 set the address and gateway, while it's running
312
313  pct set 100 -net0 name=eth0,bridge=vmbr0,ip=192.168.15.147/24,gw=192.168.15.1
314
315 Reduce the memory of the container to 512MB
316
317  pct set -memory 512 100
318
319 Files
320 ------
321
322 '/etc/pve/lxc/<CTID>.conf'::
323
324 Configuration file for the container '<CTID>'.
325
326
327 Container Advantages
328 --------------------
329
330 - Simple, and fully integrated into {pve}. Setup looks similar to a normal
331   VM setup. 
332
333   * Storage (ZFS, LVM, NFS, Ceph, ...)
334
335   * Network
336
337   * Authentification
338
339   * Cluster
340
341 - Fast: minimal overhead, as fast as bare metal
342
343 - High density (perfect for idle workloads)
344
345 - REST API
346
347 - Direct hardware access
348
349
350 Technology Overview
351 -------------------
352
353 - Integrated into {pve} graphical user interface (GUI)
354
355 - LXC (https://linuxcontainers.org/)
356
357 - cgmanager for cgroup management
358
359 - lxcfs to provive containerized /proc file system
360
361 - apparmor
362
363 - CRIU: for live migration (planned)
364
365 - We use latest available kernels (4.2.X)
366
367 - image based deployment (templates)
368
369 - Container setup from host (Network, DNS, Storage, ...)
370
371
372 ifdef::manvolnum[]
373 include::pve-copyright.adoc[]
374 endif::manvolnum[]
375
376
377
378
379
380
381