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## systemd-nspawnで快適な開発体験を得る話.md

      
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    systemd-nspawn で快適な開発体験を得る話

241時間以上の大遅刻をしました。
#pragma begin preamble

この記事は NITKC ProLab Advent Calendar 2020 の6日目として執筆されました。

前日は宮野さんの ヤフオクで買ったパソコンを魔改造する話 でした。

翌日は虎太郎さんの 性格ツンデレと展開ツンデレの違い です。
#pragma end preamble

皆様こんばんわ、KPです。

一応自己紹介をしておきますと、Misskeyによく出没するプロラボの老害（OB）です。
今回はsystemd-nspawnというDockerとはちょっと違うコンテナの布教をします。
あらまし

ことの発端は2020/06/10に行われたOuranosのリリースでした。
このツイートを見て、このイラストにはアナログ時計が似合いそうだな、と思ったKPは善は急げと環境構築に取り掛かりました。
しかしLaravelをベースに構築されたOuranosは普通に構築するとそこそこの環境汚染が発生します。
ちょっとフロントを弄りたいだけのKPは、面倒を避けるため環境をsystemd-nspawnのコンテナ内に隔離することにしたのでした。
systemd-nspawnとはなんぞや


systemd-nspawn は chroot コマンドに似ていますが、chroot を強化したものです。 - Arch Wiki

systemd-nspwawnは、"システムコンテナ"を志向したコンテナ技術です。
Dockerと同様、Linuxカーネルの機能であるnamespaceとcgroupsを利用して隔離された環境を提供しますが、隔離の単位や目的が大きく異なります。
Dockerはプロセス単位で隔離を行い、ステートレスなインフラを提供するコンテナ技術ですが、一方でsystemd-nspawnはシステム単位で隔離を行い、VMとほぼ同等のゲストシステムを提供します。
今回のように内部に開発環境を構築する等、通常のシステムの延長線上の隔離環境として非常に有用です。
環境

OS: Arch Linux x86_64
Kernel: 5.9.13-arch1-1
Systemd: 247.1-3-arch

コンテナをつくる


所定の位置にコンテナの実体となるディレクトリを作成します

後に使用する管理ツール（machinectl）のため /var/lib/machines に作成しますが、 /tmp 等で作業してから mv しても構いません。

# on host
sudo mkdir /var/lib/machines/ouranos

Archをインストールするのとおなじ要領でベースシステムを作成します

もちろんお好みに応じてパッケージを足すことも可能ですが、ホストシステムのカーネルが共用される（ゲストはホストのユーザランド内で実行される）ため、カーネルパッケージは不要です。
Archのbaseにはエディタが含まれないため、なにかしらのエディタを入れておくと良いでしょう。（catやsedでコンフィグを書くのであれば別ですが）

# on host
sudo pacstrap -c -d /var/lib/machines/ouranos base base-devel

コンテナ内でシェルを立ち上げます

この段階ではコンテナ内のsystemdは起動しておらず、chrootのような状態です。
ps を使用するとシェルのPIDが1である（ホストのPID空間から隔離されている）ことが確認できます。

# on host
sudo systemd-nspawn -D /var/lib/machiens/ouranos

ゲストシステムを設定します

ネットワーク周りとユーザの設定をします。
作業が終了したら、 exit でコンテナを抜けます。

# on guest
echo 'ouranos' >> /etc/hostname
systemctl enable systemd-networkd systemd-resolved
echo 'DNS=8.8.8.8 8.8.4.4' >> /etc/systemd/resolved.conf
ln -sf /run/systemd/resolve/resolv.conf /etc/resolv.conf
visudo
useradd -m -G wheel alice
exit

ゲストシステムを起動します

/var/lib/machines 以外で作業している場合は、 machinectl の実行前にディレクトリを移動します。
無事に成功すれば、見慣れたCLIログインが表示されているはずです。

# on host
sudo machinectl start ouranos
sudo machinectl login ouranos

sshサーバをセットアップします

手順4で設定したアカウントでログインします。
作業が終了したら、 exit でログインに戻った後、 ^] を3回入力してコンテナを抜けます。

# on guest
sudo pacman -Syu openssh
sudo $EDITOR /etc/ssh/sshd_config  # お好みで適当に
sudo systemctl enable sshd
sudo systemctl start sshd

コンテナにsshします

ホストからゲストはコンテナ名（ /var/lib/machines/のディレクトリ名）で名前解決が可能です。
無事sshが通れば隔離環境の完成です。
あとは個々の需要に合わせて好きに環境構築しましょう。
ホストからの開発は VSCode Remote SSH がいい感じでおすすめです。

# on host
ssh ouranos

さいごに

用が済んだら後片付けも忘れずに。

# on host
sudo machinectl poweroff ouranos
まとめ

今回はDockerとは少し違うコンテナ技術を紹介しました。
systemd-nspawnのコンテナは仮想マシンとほぼ同等に扱えるため、開発環境の隔離に便利です。
特にコンテナ内で無理なく複数プロセスを起動できるのは、Dockerと比較した際の大きな強みとなるでしょう。
Docker同様使い方次第でいろいろな遊び方ができますので、みなさんも是非触れてみましょう。
それでは、 Happy Hacking!