如何在Ubuntu16.04上使用LXD使用Nginx和HAProxy托管多个网站

介绍

Linux 容器是一组进程，通过使用 Linux 内核安全功能（例如命名空间和控制组）与系统的其余部分隔离。它是一个类似于虚拟机的结构，但它更轻量级；您没有运行额外内核或模拟硬件的开销。这意味着您可以轻松地在同一台服务器上创建多个容器。使用 Linux 容器，您可以在同一台服务器上运行多个受限的整个操作系统实例，或者将您的应用程序及其依赖项捆绑在一个容器中，而不会影响系统的其余部分。

例如，假设您有一台服务器，并且为您的客户设置了多个服务，包括网站。在传统安装中，每个网站都是 Apache 或 Nginx Web 服务器的同一实例的虚拟主机。但是对于 Linux 容器，每个网站都将配置在自己的容器中，并带有自己的 Web 服务器。

我们可以使用 LXD 来创建和管理这些容器。 LXD 提供管理程序服务来管理容器的整个生命周期。

在本教程中，您将使用 LXD 在同一台服务器上安装两个基于 Nginx 的网站，每个网站都限制在自己的容器中。然后，您将在将充当反向代理的第三个容器中安装 HAProxy。然后，您将流量路由到 HAProxy 容器，以使这两个网站都可以从 Internet 访问。

先决条件

要完成本教程，您需要以下内容：

一台 Ubuntu 16.04 服务器，按照教程 Initial Server Setup with Ubuntu 16.04 进行配置，具有 sudo 非 root 用户和防火墙。
两个完全限定域名 (FQDN)，每个 DNS A 记录指向您服务器的 IP 地址。要配置它，请按照教程如何使用 DigitalOcean 设置主机名。
或者，按照教程 DigitalOcean 块存储入门添加 20GB 或更多的块存储。您可以使用它来存储与容器相关的所有数据。

第 1 步 — 将您的用户添加到 `lxd` 组

使用非 root 用户帐户登录服务器。我们将使用这个非用户帐户来执行所有容器管理任务。为此，您必须先将此用户添加到 lxd 组。使用以下命令执行此操作：

sudo usermod --append --groups lxd sammy

注销服务器并重新登录，以便您的新 SSH 会话将使用新的组成员身份进行更新。登录后，您可以开始配置 LXD。

第 2 步 — 配置 LXD

LXD 需要正确配置才能使用。最重要的配置决策是用于存储容器的存储后端类型。 LXD 推荐的存储后端是 ZFS 文件系统，存储在预先分配的文件中或使用 Block Storage 存储。要在 LXD 中使用 ZFS 支持，请安装 zfsutils-linux 包：

sudo apt-get update
sudo apt-get install zfsutils-linux

安装后，您就可以初始化 LXD。在初始化期间，系统会提示您指定 ZFS 存储后端的详细信息。接下来有两个部分，具体取决于您是要使用预分配的文件还是块存储。根据您的情况执行适当的步骤。指定存储机制后，您将为容器配置网络选项。

选项 1 – 使用预分配文件

按照以下步骤将 LXD 配置为使用预分配的文件来存储容器。首先，执行以下命令启动 LXD 初始化过程：

sudo lxd init

系统将提示您提供几条信息，如以下输出所示。我们将选择所有默认值，包括预分配文件的建议大小，称为 循环设备 ：

OutputName of the storage backend to use (dir or zfs) [default=zfs]: zfs
Create a new ZFS pool (yes/no) [default=yes]? yes
Name of the new ZFS pool [default=lxd]: lxd
Would you like to use an existing block device (yes/no) [default=no]? no
Size in GB of the new loop device (1GB minimum) [default=15]: 15
Would you like LXD to be available over the network (yes/no) [default=no]? no
Do you want to configure the LXD bridge (yes/no) [default=yes]? yes
Warning: Stopping lxd.service, but it can still be activated by:
  lxd.socket
LXD has been successfully configured.

建议的大小是根据服务器的可用磁盘空间自动计算的。

配置设备后，您将配置网络设置，我们将在下一个可选部分之后进行探讨。

选项 2 – 使用块存储

如果你打算使用块存储，你需要找到指向你创建的块存储卷的设备，以便在 LXD 的配置中指定它。进入DigitalOcean控制面板l中的Volumes标签，找到你的音量，点击弹出的More，然后点击Config指令。

通过查看格式化卷的命令找到设备。具体来说，查找 sudo mkfs.ext4 -F 命令中指定的路径。下图显示了卷的示例。您只需要带下划线的部分：

在这种情况下，卷名是 /dev/disk/by-id/scsi-0D0_Volume_volume-fra1-01，尽管您的可能不同。

识别卷后，返回终端并发出以下命令以开始 LXD 初始化过程。

sudo lxd init

您将收到一系列问题。回答以下输出中显示的问题：

OutputName of the storage backend to use (dir or zfs) [default=zfs]: zfs
Create a new ZFS pool (yes/no) [default=yes]? yes
Name of the new ZFS pool [default=lxd]: lxd

当系统提示您使用现有的块设备时，选择 yes 并提供设备的路径：

Output of the "lxd init" commandWould you like to use an existing block device (yes/no) [default=no]? yes
Path to the existing block device: /dev/disk/by-id/scsi-0DO_Volume_volume-fra1-01

然后对其余问题使用默认值：

Output of the "lxd init" commandWould you like LXD to be available over the network (yes/no) [default=no]? no
Do you want to configure the LXD bridge (yes/no) [default=yes]? yes
Warning: Stopping lxd.service, but it can still be activated by:
  lxd.socket
LXD has been successfully configured.

该过程完成后，您将配置网络。

配置网络

初始化过程将向我们展示一系列如下图所示的屏幕，让我们为容器配置网络桥接器，以便它们可以获取私有 IP 地址、相互通信并访问 Internet。

使用每个选项的默认值，但当询问有关 IPv6 网络时，请选择 No，因为我们不会在本教程中使用它。

完成网络配置后，您就可以创建容器了。

第三步——创建容器

我们已经成功配置了 LXD。我们已经指定了存储后端的位置，并为任何新创建的容器配置了默认网络。我们已经准备好创建和管理一些容器，我们将使用 lxc 命令来完成。

让我们尝试我们的第一个命令，它列出了可用的已安装容器：

lxc list

您将看到以下输出：

Output of the "lxd list" commandGenerating a client certificate. This may take a minute...
If this is your first time using LXD, you should also run: sudo lxd init
To start your first container, try: lxc launch ubuntu:16.04

+------+-------+------+------+------+-----------+
| NAME | STATE | IPV4 | IPV6 | TYPE | SNAPSHOTS |
+------+-------+------+------+------+-----------+

由于这是 lxc 命令第一次与 LXD 管理程序通信，因此输出让我们知道该命令自动创建了一个客户端证书，用于与 LXD 进行安全通信。然后，它显示了一些有关如何启动容器的信息。最后，该命令显示了一个空的容器列表，这是预期的，因为我们还没有创建任何容器。

让我们创建三个容器。我们将为每个 Web 服务器创建一个，并为反向代理创建第三个容器。反向代理的目的是将来自 Internet 的传入连接定向到容器中正确的 Web 服务器。

我们将使用 lxc launch 命令创建并启动一个名为 web1 的 Ubuntu 16.04 (ubuntu:x) 容器。 ubuntu:x中的x是Ubuntu 16.04代号Xenial首字母的快捷方式。 ubuntu: 是 LXD 映像的预配置存储库的标识符。

注意：您可以通过运行 lxc image list ubuntu: 和其他发行版通过运行 lxc image list images: 找到所有可用 Ubuntu 映像的完整列表。

执行以下命令来创建容器：

lxc launch ubuntu:x web1
lxc launch ubuntu:x web2
lxc launch ubuntu:x haproxy

因为这是我们第一次创建容器，所以第一个命令是从网上下载容器镜像并缓存到本地。接下来的两个容器的创建速度将大大加快。

在这里您可以看到创建容器 web1 的示例输出。

OutputCreating web1
Retrieving image: 100%
Starting web1

现在我们已经创建了三个空的 vanilla 容器，让我们使用 lxc list 命令来显示有关它们的信息：

lxc list

输出显示一个表格，其中包含每个容器的名称、当前状态、IP 地址、类型以及是否拍摄了快照。

输出

+---------+---------+-----------------------+------+------------+-----------+
|  NAME   |  STATE  |         IPV4          | IPV6 |    TYPE    | SNAPSHOTS |
+---------+---------+-----------------------+------+------------+-----------+
| haproxy | RUNNING | 10.10.10.10 (eth0)    |      | PERSISTENT | 0         |
+---------+---------+-----------------------+------+------------+-----------+
| web1    | RUNNING | 10.10.10.100 (eth0)   |      | PERSISTENT | 0         |
+---------+---------+-----------------------+------+------------+-----------+
| web2    | RUNNING | 10.10.10.200 (eth0)   |      | PERSISTENT | 0         |
+---------+---------+-----------------------+------+------------+-----------+

记下容器名称及其对应的 IPv4 地址。您将需要它们来配置您的服务。

第 4 步 — 配置 Nginx 容器

让我们连接到 web1 容器并配置第一个 Web 服务器。

要连接，我们使用 lxc exec 命令，它采用容器名称和要执行的命令。执行以下命令连接容器：

lxc exec web1 -- sudo --login --user ubuntu

-- 字符串表示 lxc 的命令参数应该停在那里，该行的其余部分将作为要在容器内执行的命令传递。命令为sudo --login --user ubuntu，为容器内预配置的账号ubuntu提供登录shell。

注意：如果需要以root身份连接容器，可以使用命令lxc exec web1 -- /bin/bash代替。

进入容器后，我们的 shell 提示现在如下所示。

Outputubuntu@web1:~$

容器中的这个 ubuntu 用户预先配置了 sudo 访问权限，并且可以在不提供密码的情况下运行 sudo 命令。这个外壳被限制在容器的范围内。我们在这个 shell 中运行的任何东西都留在容器中，无法逃逸到主机服务器。

让我们更新容器内 Ubuntu 实例的包列表并安装 Nginx：

sudo apt-get update
sudo apt-get install nginx

让我们编辑该站点的默认网页并添加一些文本，明确表明该站点托管在 web1 容器中。打开文件/var/www/html/index.nginx-debian.html：

sudo nano /var/www/html/index.nginx-debian.html

对文件进行以下更改：

编辑文件 /var/www/html/index.nginx-debian.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx on LXD container web1!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx on LXD container web1!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
...

我们在两个地方编辑了文件，并专门添加了文本on LXD container web1。保存文件并退出编辑器。

现在退出容器并返回到主机服务器：

logout

对 web2 容器重复此过程。登录，安装 Nginx，然后编辑文件 /var/www/html/index.nginx-debian.html 以提及 web2。然后退出 web2 容器。

让我们使用 curl 来测试容器中的 Web 服务器是否正常工作。我们需要前面显示的 Web 容器的 IP 地址。

curl http://10.10.10.100/

输出应该是：

Output of "curl http://10.10.10.100/" command<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx on LXD container web1!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx on LXD container web1!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
...

也测试第二个容器，使用 curl 命令及其 IP 地址来验证它是否也设置正确。配置好两个容器后，我们可以继续设置 HAProxy。

第 5 步 — 配置 HAProxy 容器

我们将在这些容器前面设置 HAProxy 作为代理。如果您需要有关其工作原理的更多背景知识，请查看教程 HAProxy 和负载平衡概念简介。我们将根据我们使用的域名将流量引导到每个容器。我们将在下面的配置示例中使用域example.com，它是像本教程这样的文档的特殊保留域。我们将在主机名 example.com 和 www.example.com 上提供第一个网站。第二个网站将位于 www2.example.com。用您自己的域名代替这些域名。

登录haproxy容器：

lxc exec haproxy -- sudo --login --user ubuntu

更新安装包列表并安装 HAProxy：

sudo apt-get update
sudo apt-get install haproxy

安装完成后，我们可以配置 HAProxy。 HAProxy 的配置文件位于 /etc/haproxy/haproxy.cfg。使用您喜欢的文本编辑器打开文件。

sudo nano /etc/haproxy/haproxy.cfg

首先，我们将对 defaults 部分进行一些修改。我们将添加 forwardfor 选项，以便我们保留 Web 客户端的真实源 IP，我们将添加 http-server-close 选项，它可以实现会话重用并降低延迟。

/etc/haproxy/haproxy.conf

global
...
defaults
    log global
    mode    http
    option  httplog
    option  dontlognull
    option    forwardfor
    option    http-server-close
    timeout connect 5000
    timeout client  50000
    timeout server  50000
...

接下来，我们将配置前端指向我们的两个后端容器。添加一个名为 www_frontend 的新 frontend 部分，如下所示：

/etc/haproxy/haproxy.conf

frontend www_frontend
    bind *:80      # Bind to port 80 (www) on the container

    # It matches if the HTTP Host: field mentions any of the hostnames (after the '-i').
    acl host_web1 hdr(host) -i example.com www.example.com
    acl host_web2 hdr(host) -i web2.example.com

    # Redirect the connection to the proper server cluster, depending on the match.
    use_backend web1_cluster if host_web1
    use_backend web2_cluster if host_web2

acl 命令匹配 Web 服务器的主机名，并将请求重定向到相应的 backend 部分。

然后我们定义两个新的 backend 部分，一个用于每个 Web 服务器，并将它们分别命名为 web1_cluster 和 web2_cluster。将以下代码添加到文件中以定义后端：

/etc/haproxy/haproxy.conf

backend web1_cluster
    balance leastconn
    # We set the X-Client-IP HTTP header. This is useful if we want the web server to know the real client IP.
    http-request set-header X-Client-IP %[src]
    # This backend, named here "web1", directs to container "web1.lxd" (hostname).
    server web1 web1.lxd:80 check

backend web2_cluster
    balance leastconn
    http-request set-header X-Client-IP %[src]
    server web2 web2.lxd:80 check

balance 选项表示负载平衡策略。在这种情况下，我们选择最少的连接数。 http-request 选项使用真实的 Web 客户端 IP 设置 HTTP 标头。如果我们不设置此标头，Web 服务器会将 HAProxy IP 地址记录为所有连接的源 IP，从而更难以分析您的流量来自何处。 server 选项指定服务器的任意名称（web1），后跟服务器的主机名和端口…

LXD 为容器提供 DNS 服务器，因此 web1.lxd 解析为与 web1 容器关联的 IP。其他容器有自己的主机名，例如 web2.lxd 和 haproxy.lxd。

check 参数告诉 HAPRoxy 在 Web 服务器上执行健康检查以确保它可用。

要测试配置是否有效，请运行以下命令：

/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -c

输出应该是

输出

Configuration file is valid

让我们重新加载 HAProxy 以便它读取新配置。

sudo systemctl reload haproxy

现在退出容器以返回主机。

logout

我们已将 HAProxy 配置为充当反向代理，它将在端口 80 上接收到的任何连接转发到其他两个容器中的相应 Web 服务器。让我们测试一下 haproxy 是否确实设法将请求转发到正确的 Web 容器。执行这个命令：

curl --verbose --header 'Host: web2.example.com' http://10.10.10.10

这会向 HAProxy 发出请求并设置 HTTP host 标头，HAProxy 应使用该标头将连接重定向到相应的 Web 服务器。

输出应该是

Output of "curl --verbose --header 'Host: web2.example.com' http://10.10.10.10" command...
> GET / HTTP/1.1
> Host: web2.example.com
> User-Agent: curl/7.47.0
> Accept: */*
> 
...
< 
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx on LXD container web2!</title>
<style>
...

HAProxy 正确理解请求并将其转发到 web2 容器。在那里，Web 服务器提供我们之前编辑的默认索引页面，并显示文本 on LXD container web2。现在让我们将外部请求路由到 HAProxy，以便全世界都可以访问我们的网站。

第 6 步 — 将传入连接转发到 HAProxy 容器

最后一个难题是将反向代理连接到 Internet。我们需要设置我们的服务器，将它可能在端口 80 上从 Internet 接收到的任何连接转发到 haproxy 容器。

HAProxy 安装在容器中，默认情况下无法从 Internet 访问。为了解决这个问题，我们将创建一个 iptables 规则来转发连接。

iptables 命令需要两个 IP 地址：服务器的公共 IP 地址（your_server_ip）和 haproxy 容器的私有 IP 地址（your_haproxy_ip），您可以使用 lxc list 命令获取。

执行此命令以创建规则：

sudo iptables -t nat -I PREROUTING -i eth0 -p TCP -d your_server_ip/32 --dport 80 -j DNAT --to-destination your_haproxy_ip:80

以下是命令的分解方式：

-t nat 指定我们正在使用 nat 表。
-I PREROUTING 指定我们将规则添加到 PREROUTING 链。
-i eth0 指定接口 eth0，这是 Droplets 上默认的公共接口。
-p TCP 表示我们正在使用 TCP 协议。
-d your_server_ip/32 指定规则的目标 IP 地址。
--dport 80：指定目的端口。
-j DNAT 表示我们要跳转到目标 NAT (DNAT)。
--to-destination your_haproxy_ip:80 表示我们希望请求转到带有 HAProxy 的容器的 IP 地址。

在 Iptables 防火墙的工作原理和 IPtables Essentials：通用防火墙规则和命令中了解有关 IPTables 的更多信息。

最后，为了保存这个 iptables 命令以便在重新启动后重新应用它，我们安装了 iptables-persistent 包：

sudo apt-get install iptables-persistent

安装包时，会提示保存当前的 iptables 规则。接受并保存所有当前的 iptables 规则。

如果您已经设置了两个 FQDN，那么您应该能够使用您的 Web 浏览器连接到每个网站。试试看。

要测试这两个 Web 服务器是否可以从 Internet 访问，请使用 curl 命令从本地计算机访问每个服务器，如下所示：

curl --verbose --header 'Host: example.com' 'http://your_server_ip'
curl --verbose --header 'Host: web2.example.com' 'http://your_server_ip'

这些命令与服务器的公共 IP 地址建立 HTTP 连接，并添加一个带有 --header 选项的 HTTP 标头字段，HAProxy 将使用该选项来处理请求，就像您在第 5 步中所做的那样。

这是第一个 curl 命令的输出：

Output*   Trying your_server_ip...
* Connected to your_server_ip (your_server_ip) port 80 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: example.com
> User-Agent: curl/7.47.0
> Accept: */*
> 
< HTTP/1.1 200 OK
< Server: nginx/1.10.0 (Ubuntu)
...
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx on LXD container web1!</title>
<style>
    body {
...

这是第二个 curl 命令的输出：

Output*   Trying your_server_ip...
* Connected to your_server_ip (your_server_ip) port 80 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: web2.example.com
> User-Agent: curl/7.47.0
> Accept: */*
> 
< HTTP/1.1 200 OK
< Server: nginx/1.10.0 (Ubuntu)
...
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx on LXD container web2!</title>
<style>
    body {
...

在这两种情况下，都会显示正确的网站。

结论

您已经设置了两个网站，每个网站都在自己的容器中，并使用 HAProxy 引导流量。您可以复制此过程以配置更多网站，每个网站都限制在自己的容器中。

您还可以在新容器中添加 MySQL，然后安装 WordPress 之类的 CMS 来运行每个网站。您还可以使用此过程来支持旧版本的软件。例如，如果 CMS 的安装需要 PHP5 等旧版软件，那么您可以在容器中安装 Ubuntu 14.04 (lxc launch ubuntu:t)，而不是尝试降级 Ubuntu 16.04 上可用的包管理器版本。

最后，LXD 提供了对容器的完整状态进行快照的能力，这使得在以后创建备份和回滚容器变得容易。此外，如果我们将 LXD 安装在两台不同的服务器上，则可以将它们连接起来并通过 Internet 在服务器之间迁移容器。

如何在Ubuntu16.04上使用LXD使用Nginx和HAProxy托管多个网站

介绍

先决条件

第 1 步 — 将您的用户添加到 lxd 组

第 2 步 — 配置 LXD

选项 1 – 使用预分配文件

选项 2 – 使用块存储

配置网络

第三步——创建容器

第 4 步 — 配置 Nginx 容器

第 5 步 — 配置 HAProxy 容器

第 6 步 — 将传入连接转发到 HAProxy 容器

结论

第 1 步 — 将您的用户添加到 `lxd` 组