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% Virtualisation légère
% Pierre-Olivier Mercier
% Samedi 29 novembre 2014

# Historique

## Rappels sur la virtualisation classique

### Prémices

#### IBM 370

* une super machine !

### Vocabulaire

#### Définitions

* Machine hôte/host machine
* Machine invité/guest machine

#### Virtualisation vs. émulation

* Émulation : simulation logiciel de matériel (potentiellement une architecture différente) : pas d'accès direct au matériel ;
* Virtualisation : accès direct, mais restrint au matériel.

* QEMU
* Bochs

#### Technologies de virtualisation matérielle

* Intel VT-x/AMD-V/ARM Virtualization Extensions
* partitionne le processeur pour exécuter plusieurs système d'exploitation via le même processeur.

### Pourquoi virtualiser ?

####

* Réduction des coûts ;
* facilité de migration (répartition de charge, panne hardware, ...) ;


### Paravirtualisation

#### Caractéristiques

* Nécessite un noyau patché ;
* l'hôte expose une API accessible aux invités ;
* les invités accèdent au matériel via l'API de l'hôte.

* Xen

### Hyperviseurs

Contrôle l'utilisation faite des ressources de la machine hôte par les machines virtuelles.

#### Type 1

* L'hyperviseur contrôle directement le matériel ;
* Tous les systèmes lancés par la suite passent par l'hyperviseur.

* Microsoft Hyper-V, XenServer, VMware ESX, ...

#### Type 2

* L'hyperviseur s'appuie sur le système d'exploitation déjà lancé pour accéder au matériel ;

* Linux KVM, VirtualBox, BHyVe, ...

### Isolateurs

#### Caractéristiques

* Isolation faite par le noyau du système d'exploitation ;
* le noyau est partagé entre tous les invités.

### Versus chroot

* Simple isolation d'une partie du système de fichier ;
* pas de limitation sur les ressources utilisés ;
* pas d'isolation de l'arbre des processus ;
* implémentations douteuses (GrSecurity !).


## Les différentes technologies

### Points communs

#### Environnement virtualisé

* Arborescence de fichiers propre ;
* arbre de processus isolé ;
* comptes utilisateurs distincts ;
*

#### Sécurité


### Unix

#### Zones Solaris

* Lancé en 2005
*

#### Jails BSD


### GNU/Linux

#### OpenVZ/VServer

#### Linux Containers


### Et Windows ?



# GNU/Linux

## Capabilities

### Résumé

#### Historiquement

* Processus privilégiés : `UID == 0`.
* Processus non-privilégiés : `UID != 0`.

#### Depuis Linux 2.2

* Séparation des privilèges de l'UID 0.
* Chaque thread peut posséder ses propres capacités.
* `prctl(2)`, `execve(2)`,

### Principales capacités

#### Ne pas oublier de désactiver

* `CAP_MKNOD` : `mknod`
* `CAP_NET_RAW` : permet d'écouter tout le réseau
* `CAP_SYS_MODULE` : charge et décharge des modules noyau
* `CAP_SYS_RAWIO` : accès brut aux entrées/sorties
* `CAP_SYS_RESOURCE` : dépassement des quotas, utilisation de l'espace réservé, ...
* `CAP_SYS_TIME` : changer l'heure de la machine
* `CAP_SYS_ADMIN` : misc

#### Ne pas oublier d'activer

* ``


## Namespaces

### Isolation de parties du système

#### Mount Namespace

Isole la vue des partitions montées.

#### UTS Namespace

Identification du système : nom de machine et de domaine.

#### PID Namespace

Crée un arbre d'exécution parallèle où le premier process à être
exécuté devient le PID 1 de cet arbre.

#### Network Namespace

Isole la pile réseau ; crée un nouveau groupe d'interfaces.

#### User Namespace

Crée une liste d'utilisateurs et de groupe distincte.

#### IPC Namespace

Isolation des files de messages de communication interprocessus (IPC).


### Implémentation

```c
#include <sched.h>

#define STACKSIZE (1024*1024)
static char child_stack[STACKSIZE];

int clone_flags = CLONE_NEWNET | SIGCHLD;
pid_t pid = clone(do_execvp,
                  child_stack + STACKSIZE,
				  clone_flags,
				  &args);
```

## cgroups

### Freezer cgroup subsystem

### Device controller for cgroups

### CPU accounting cgroup subsystem

### Memory Resource Controller for Control Groups

### Block IO controller

### Device controller for cgroups

### Network priority cgroup


## LXC

## Docker

## Vagrant

## Hardening


# Réseau

http://containerops.org/2013/11/19/lxc-networking/

## empty

## phys

## vlan

## veth

## macvlan vepa

## macvlan bridge