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【FreeBSD】Dockerより13年早いjailでコンテナ入門する

Posted at

FreeBSD入門シリーズ

Part1 導入 Part2 pkg/ports Part3 jail Part4 ZFS Part5 bhyve
✅ Done ✅ Done 👈 Now - -

はじめに

「コンテナ技術といえばDocker」

...と思ってる人、多いよね。

でもFreeBSDのjailは2000年リリース。Dockerは2013年。

13年も先を行ってたんだ。

今回はそのjailを触ってみる。

jailとは

jailは、FreeBSDのプロセスを隔離環境で実行する技術。

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    FreeBSD ホスト                            │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐      │
│  │   Jail A     │  │   Jail B     │  │   Jail C     │      │
│  │  (Web)       │  │  (DB)        │  │  (Cache)     │      │
│  │              │  │              │  │              │      │
│  │ /var/jail/a  │  │ /var/jail/b  │  │ /var/jail/c  │      │
│  │ 192.168.1.10 │  │ 192.168.1.11 │  │ 192.168.1.12 │      │
│  └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘      │
│                                                             │
│                   FreeBSD カーネル (共有)                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Dockerとの違い：

  • カーネルを共有するのは同じ
  • イメージの仕組みがない（フルのユーザーランドをコピー）
  • ネットワーク周りがシンプル
  • FreeBSD専用

手動でjailを作る

まず手動で作って仕組みを理解しよう。

ベースシステムの展開

# jail用ディレクトリ作成
mkdir -p /var/jail/myjail

# ベースシステムをダウンロード・展開
fetch https://download.freebsd.org/releases/amd64/14.2-RELEASE/base.txz
tar -xf base.txz -C /var/jail/myjail

最低限の設定

# resolv.confをコピー（DNS解決用）
cp /etc/resolv.conf /var/jail/myjail/etc/

# localtimeをコピー（タイムゾーン）
cp /etc/localtime /var/jail/myjail/etc/

jail.confに設定を追加

vi /etc/jail.conf

# グローバル設定
exec.start = "/bin/sh /etc/rc";
exec.stop = "/bin/sh /etc/rc.shutdown";
exec.clean;
mount.devfs;
allow.raw_sockets;

# myjailの設定
myjail {
    host.hostname = "myjail";
    path = "/var/jail/myjail";
    ip4.addr = "lo0|127.0.1.1";  # ループバックにIPを追加
    exec.start = "/bin/sh /etc/rc";
    exec.stop = "/bin/sh /etc/rc.shutdown";
}

jailの起動

# 起動
service jail start myjail

# 確認
jls
#    JID  IP Address      Hostname                      Path
#      1  127.0.1.1       myjail                        /var/jail/myjail

jail内に入る

jexec myjail /bin/sh

# jail内で確認
hostname
# myjail

uname -a
# FreeBSD myjail 14.2-RELEASE ...

# rootディレクトリを確認
ls /
# bin  boot  dev  etc  lib  libexec  media  mnt  net  proc  rescue  root  sbin  sys  tmp  usr  var

ホストと完全に分離された環境ができた！

jailの操作コマンド

# jail一覧
jls
#    JID  IP Address      Hostname                      Path
#      1  127.0.1.1       myjail                        /var/jail/myjail

# 詳細表示
jls -v

# jail内でコマンド実行
jexec myjail pkg install nginx

# jailを停止
service jail stop myjail

# jailを再起動
service jail restart myjail

自動起動設定

# /etc/rc.confに追加
sysrc jail_enable="YES"
sysrc jail_list="myjail"  # 複数あるときはスペース区切り

VNETでネットワークを強化

デフォルトのIPエイリアスだと制限がある。VNETを使うとjail専用のネットワークスタックが使える。

vi /etc/jail.conf

myjail {
    host.hostname = "myjail";
    path = "/var/jail/myjail";
    
    # VNET有効化
    vnet;
    vnet.interface = "epair0b";
    
    # 起動・停止時のネットワーク設定
    exec.prestart = "ifconfig epair0 create up";
    exec.prestart += "ifconfig bridge0 addm epair0a";
    exec.start = "/bin/sh /etc/rc";
    exec.stop = "/bin/sh /etc/rc.shutdown";
    exec.poststop = "ifconfig epair0a destroy";
}

# ブリッジを作成（ホスト側）
ifconfig bridge0 create
ifconfig bridge0 addm em0  # 物理NICを追加
ifconfig bridge0 up

nullfsでホストとファイル共有

vi /etc/jail.conf

myjail {
    # ... 他の設定 ...
    
    # ホストの/dataをjailの/mntにマウント
    mount += "/data /var/jail/myjail/mnt nullfs rw 0 0";
}

# ホスト側でディレクトリ作成
mkdir /data
echo "Hello from host" > /data/test.txt

# jailを再起動
service jail restart myjail

# jail内で確認
jexec myjail cat /mnt/test.txt
# Hello from host

ezjail - 簡単にjailを管理

毎回手動は面倒なので、ezjailを使おう。

pkg install ezjail

ezjailの初期設定

# ベースシステムをインストール
ezjail-admin install

これで/usr/jails/basejailにベースシステムがインストールされる。

jailの作成

# Webサーバー用jail
ezjail-admin create web 'lo0|127.0.1.1'

# DB用jail
ezjail-admin create db 'lo0|127.0.1.2'

jail一覧

ezjail-admin list
# STA JID  IP              Hostname                       Root Directory
# --- ---- --------------- ------------------------------ ------------------------
# DS  N/A  127.0.1.1       web                            /usr/jails/web
# DS  N/A  127.0.1.2       db                             /usr/jails/db

jailの起動

# 全部起動
ezjail-admin start

# 特定のjailだけ起動
ezjail-admin start web

jailの削除

ezjail-admin stop web
ezjail-admin delete -w web  # -wでファイルも削除

iocage - より現代的なjail管理

ezjailより新しいiocageもある。ZFSと連携して効率的に管理できる。

pkg install py311-iocage

# ZFSプールを有効化
iocage activate zroot

# jailを作成
iocage create -n web -r 14.2-RELEASE

# jail一覧
iocage list
# +-----+------+-------+--------------+------+
# | JID | NAME | STATE | RELEASE      | IP4  |
# +=====+======+=======+==============+======+
# | -   | web  | down  | 14.2-RELEASE | -    |
# +-----+------+-------+--------------+------+

# 起動
iocage start web

# コンソール接続
iocage console web

iocageのスナップショット

# スナップショット作成
iocage snapshot web@before-update

# スナップショット一覧
iocage snaplist web

# スナップショットからロールバック
iocage rollback web@before-update

ZFSのスナップショットと連携してるので超高速。

Dockerとjailの比較

項目 Docker jail
リリース年 2013 2000
イメージ管理 Docker Hub なし（ベースシステム）
オーバーヘッド 小 極小
ポータビリティ 高い FreeBSD限定
ネットワーク 複雑 シンプル
セキュリティ ◯ ◎（実績豊富）

jailの利点：

  • カーネルレベルの隔離で歴史が長い
  • セキュリティ監査の実績が豊富
  • シンプルで理解しやすい

Dockerの利点：

  • エコシステムが充実
  • イメージの配布が簡単
  • どこでも動く

実用例: Webサーバーをjailで動かす

# jail作成
ezjail-admin create www 'lo0|127.0.1.1'
ezjail-admin start www

# jail内でnginxインストール
jexec www pkg install nginx

# jail内で設定
jexec www sysrc nginx_enable="YES"
jexec www service nginx start

# ホストからポートフォワード（PFを使う）
echo "rdr pass on em0 proto tcp from any to any port 80 -> 127.0.1.1 port 80" >> /etc/pf.conf
pfctl -f /etc/pf.conf

まとめ

jailは：

  • 2000年からある老舗コンテナ技術
  • Dockerより軽量でシンプル
  • FreeBSD限定だけど、FreeBSD使うなら絶対覚えるべき
  • ezjailやiocageで簡単に管理できる

Dockerに疲れたらjailを試してみて。シンプルさに感動するよ。

次回予告

Part4: ZFS、最強ファイルシステムの使い方

FreeBSDといえばZFS。スナップショット、圧縮、重複排除、RAID-Z...機能てんこ盛りの最強ファイルシステムを使いこなそう。

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