前言
PAAS：platform as a service，平臺即服務(wù)，把軟件研發(fā)的平臺作為一種服務(wù)，提供給用戶使用。當(dāng)前PAAS平臺服務(wù)商，諸如google app engine，sina app egine，cloud foundry等，都是程序員們的福音，可以避免從無到有搭建程序運(yùn)行的平臺，多了一個(gè)選擇。
本著學(xué)習(xí)PAAS的態(tài)度，構(gòu)建一個(gè)簡易版PAAS平臺，構(gòu)建JAVA運(yùn)行時(shí)環(huán)境，提供tomcat servlet容器服務(wù)。當(dāng)然，不局限于JAVA，PHP、ROR、nodejs等，理論上行得通。但這里以構(gòu)建Tomcat Servlet環(huán)境為主。
說是簡易版，基本靠譜，所有的操作，都需要手動操作，高端功能組件，諸如計(jì)費(fèi)、安全等，暫時(shí)還不涉及。僅搭建一個(gè)原型，別期望過多，可能為了表示最核心的PAAS的核心部分，其它更為先進(jìn)的功能，都是在核心的功能上進(jìn)行的拓展。但這對認(rèn)識PAAS，可能會有點(diǎn)幫助。
一般來說，虛擬化建立在性能強(qiáng)勁的物理機(jī)器上，IAAS(基礎(chǔ)即服務(wù))建立在虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上，PAAS建立在IAAS基礎(chǔ)上，SAAS（軟件即服務(wù)）可以建立在PAAS的基礎(chǔ)上。可以從總體上感知各種服務(wù)之間關(guān)系，這樣做資源利用會更高效些。
PAAS，每一個(gè)Tomcat運(yùn)行平臺之間，諸如內(nèi)存空間、CPU使用、磁盤IO等資源，需要做到相互隔離，并且可以配置。目前Linux服務(wù)器一般用KVM、XEN、LVS等虛擬化方案，但與Lxc(Linux Container)相比，有些重。Lxc是一種Linux內(nèi)核虛擬化技術(shù)，可以提供輕量級的虛擬化，以便隔離進(jìn)程和資源，而且不需要提供指令解釋機(jī)制以及全虛擬化的其他復(fù)雜性(更多解釋，見http://baike.baidu.com/view/6572152.htm)。一般被用作隔離的虛擬容器使用。
目前vmware的cloud foundry開源的PAAS，單獨(dú)使用了cgroups + c 語言組件使用了比Lxc更為輕量的方案，有時(shí)間會談一下。Lxc，借助cgroups組件，可以做到精確到CPU、內(nèi)存、IO性能等，但cgroups無法做到磁盤限額，借助LVM的強(qiáng)大功能，可以做到單個(gè)應(yīng)用磁盤容量的精確控制。
Lxc的另一個(gè)替代品，OpenVZ，使用上可能會簡單些，起碼在磁盤限額方面，比Lxc做的更好一些。
準(zhǔn)備
VirtualBox 4.1
所有操作環(huán)境，都是基于免費(fèi)的VritualBox虛擬機(jī)基礎(chǔ)上。若有興趣嘗試者，也建議安裝一個(gè)。在進(jìn)行后面步驟之前，需要熟悉VritualBox的各項(xiàng)操作，都很簡單。
官網(wǎng)
Ubuntu 12.04 Server
Ubuntu 12.04服務(wù)器版，在虛擬支持方面，比Centos等系統(tǒng)更友好，也更完善。其已經(jīng)內(nèi)置對LXC等的支持，十分簡單、易用。
LVM
Linux下邏輯磁盤管理工具，可能需要一點(diǎn)點(diǎn)了解。它是一個(gè)好東西，Linux系統(tǒng)管理員應(yīng)該不會陌生，可以對磁盤、分區(qū)動態(tài)進(jìn)行容量管理維護(hù)，十分強(qiáng)大。
LXC
Linux Container，在一個(gè)ubuntu服務(wù)器上虛擬若干個(gè)互相隔離的子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)用于托管Java Web應(yīng)用。
安裝
在Virtualbox中安裝Ubuntu 12.04，若32位操作系統(tǒng)，只能安裝32位Ubuntu服務(wù)器，若是64位版本，可以安裝64位服務(wù)器版本。
網(wǎng)絡(luò)連接，選擇橋接模式即可(我的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為DHCP)，利用了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，便于安裝一些組件。
安裝后，確定openssh服務(wù)器已經(jīng)安裝，否則，將很麻煩。記錄下IP地址（這里DHCP地址最好）記下IP地址，使用SSH客戶端Xshell連接，進(jìn)行維護(hù)操作。
Ubuntu安裝時(shí)，記得選擇LVM管理磁盤；安裝好之后，還是可以使用LVM管理磁盤的。
虛擬機(jī)安裝
掛載新磁盤
這一步不是必須，僅為了建立名稱為lxc的卷組。有了卷組，可以方便進(jìn)行虛擬機(jī)的磁盤容量管理，同時(shí)也用于單獨(dú)存放虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)。
安裝好ubuntu 12.04 之后，VritualBox中為當(dāng)前系統(tǒng)“創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬硬盤”，假設(shè)磁盤名稱為NewHardDsik1.vmdk。
很多安裝都需要切換到root用戶角色下操作，這里優(yōu)先切換到root管理員下
sudo -i
安裝lxc和lvm
apt-get install lxc
備注：若安裝Ubuntu時(shí)，若沒有選擇LVM分區(qū)管理等，則默認(rèn)情況下，lvm2軟件沒有被安裝，單獨(dú)安裝lvm2軟件包：
apt-get install lvm2
建立lxc卷組
為第二塊磁盤創(chuàng)建一個(gè)物理卷
pvcreate /dev/sdb
創(chuàng)建一個(gè)物理卷組名稱為lxc：
vgcreate lxc /dev/sdb
輸入vgdisplay查看卷組
root@localhost:~# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name lxc
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 1
Metadata Sequence No 18
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 3
Open LV 1
Max PV 0
Cur PV 1
Act PV 1
VG Size 8.00 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 2047
Alloc PE / Size 768 / 3.00 GiB
Free PE / Size 1279 / 5.00 GiB
VG UUID SCoO4G-NImr-15WF-CMha-1QAV-7nm3-gnHGz2
配置屬性
lxc所有通用配置位于/etc/lxc/lxc.conf，基于默認(rèn)配置基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個(gè)最小配置lxc_min.conf:
#vi /etc/lxc/lxc_min.conf
lxc.network.type = veth
lxc.network.link = lxcbr0
lxc.network.flags = up
lxc.cgroup.cpuset.cpus = 0
lxc.cgroup.cpu.shares = 1024
lxc.cgroup.memory.limit_in_bytes = 512M
lxc.cgroup.memory.memsw.limit_in_bytes = 768M
創(chuàng)建虛擬機(jī)
創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)：
lxc-create -t ubuntu -n s4 –f /etc/lxc/lxc_min.conf -B lvm --lvname s4 --vgname lxc --fstype ext4 --fssize 1000M
-t : 創(chuàng)建的虛擬機(jī)模板名稱，默認(rèn)為ubuntu 12.04最小安裝版，非常小
-n : 創(chuàng)建的虛擬名稱，需要指定，這里設(shè)置為s4，默認(rèn)情況下也是新建虛擬機(jī)的機(jī)器名，即 hostnmae
-f : 指定配置文件
-B : 虛擬機(jī)磁盤的系統(tǒng)，為了控制單個(gè)虛擬機(jī)的磁盤容量限制，這里使用lvm進(jìn)行管理。
--lvname ：虛擬機(jī)使用卷名，默認(rèn)使用虛擬機(jī)名
--vgname ：卷組名稱，這個(gè)一定要有，默認(rèn)名稱為lxc，可以單獨(dú)指定。若不指定此選項(xiàng)，則要求名稱為lxc的卷組已經(jīng)存在，否則，請指定已經(jīng)卷組名。
--fstype ：文件系統(tǒng)類型，默認(rèn)為ext4類型
--fssize ：磁盤容量，默認(rèn)為1G，單個(gè)應(yīng)用所占有磁盤空間，一般安裝之后，除了系統(tǒng)文件等，也就剩下500M作用可以使用。
簡化后的命令:
lxc-create -t ubuntu -n s4 –f /etc/lxc/lxc_min.conf -B lvm
指定lvm創(chuàng)建的虛擬機(jī)磁盤文件位置為 /dev/lxc/s4
第一次安裝，會耗費(fèi)些時(shí)間，需要從網(wǎng)絡(luò)上下載一些軟件包進(jìn)行安裝，若沒有網(wǎng)絡(luò)的話，會很慘。第二次安裝之后，一些軟件包被緩存了之后，會很快的。
另外指定磁盤格式為lvm，創(chuàng)建時(shí)，將十分消耗內(nèi)存。
此虛擬機(jī)為最小安裝方式，相當(dāng)綠色，可能會缺失一下軟件包，需要登陸進(jìn)入之后進(jìn)行安裝。
啟動虛擬機(jī)
lxc-start -n s4 -d
注意一定要加 -d 參數(shù)，標(biāo)記為后臺運(yùn)行，否則，將不太利于管理了。
登錄管理
lxc-console -n s4
lxc-console到了SSH的效果，默認(rèn)的用戶名和密碼都是ubuntu，輸入之后，正常管理。
退出管理
ctrl + a ，然后敲入字母q，即可退出當(dāng)前系統(tǒng)s4。
SSH連接
登陸進(jìn)入之后，通過ifconfig命令獲得IP地址，使用SSH可連接。
ssh ubuntu@10.0.3.138
hostname解析
建立一個(gè)虛擬機(jī)之后，登陸進(jìn)去之后才能夠獲得IP，下次重啟，動態(tài)IP可能會變化，對維護(hù)操作帶來不便。在創(chuàng)建虛擬時(shí)，我們已經(jīng)指定了虛擬機(jī)名稱，同時(shí)也是虛擬hostname的名稱，通過虛擬機(jī)hostname建立SSH連接最是方便了。
一般采用：
vi /etc/resolv.conf
nameserver 10.0.3.1
nameserver 8.8.8.8
一定要注意順序，nameserver 10.0.3.1用以解析虛擬機(jī)，下面一條隨便填寫，只要能夠使用即可。這里使用免費(fèi)的8.8.8.8替代。
nslookup s4 & ping s4
測試是否解析正常。
但是一旦系統(tǒng)重啟，上述配置會消失，補(bǔ)救:
#vi /etc/resolvconf/resolv.conf.d/tail
nameserver 10.0.3.1
nameserver 8.8.8.8
保存，使之生效：
#/etc/init.d/resolvconf restart
這樣下次重啟宿主機(jī)，可以不用擔(dān)心DNS失效。
以下方法，可以不用去做：
可不用修改LXC虛擬機(jī)s4的 /etc/dhcp/dhclient.conf 配置文件
send host-name "s4";
當(dāng)然，修改后，需要生效之:
/etc/init.d/networking restart
SSH正常連接
ssh ubuntu@s4
在宿主機(jī)下基于SSH使用scp命令執(zhí)行文件傳輸?shù)龋驁?zhí)行管理維護(hù)命令:
#scp jdk-6u33-linux-i586.bin ubuntu@s4:/home/ubuntu
#scp apache-tomcat-7.0.27.tar.gz ubuntu@s4:/home/ubuntu
在S4中安裝JDK之后，設(shè)置環(huán)境變量:
ubuntu@s4:~$sudo vi /etc/environment
JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.6
CLASSPATH=/usr/java/jdk1.6/lib
PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:$JAVA_HOME/bin:$CLASSPATH"
export PATH
保存退出，然后執(zhí)行：
ubuntu@s4:~$sudo update-alternatives --install /usr/bin/javac javac /usr/java/jdk1.6/bin/javac 1071
ubuntu@s4:~$sudo update-alternatives --install /usr/bin/java java /usr/java/jdk1.6/bin/java 1071
同時(shí)設(shè)置tomcat解析到s4的/home/ubuntu目錄下，mv改名為tomcat，注意設(shè)置.sh腳本的啟動權(quán)限。
安裝好JDK，設(shè)置tomcat開機(jī)自動運(yùn)行的腳本/etc/init.d/tomcat (后面沒有.sh后綴，參考原文，需翻*墻)
#sudo vi /etc/init.d/tomcat
完整內(nèi)容：
#!/bin/sh
#tomcat auto-start
#export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-1.6.0-sun // 已設(shè)置JAVA_HOME了，此句可省略。
case $1 in
start)
sh /home/ubuntu/tomcat/bin/startup.sh
;;
stop)
sh /home/ubuntu/tomcat/bin/shutdown.sh
;;
restart)
sh /home/ubuntu/tomcat/bin/shutdown.sh
sh /home/ubuntu/tomcat/bin/startup.sh
;;
*)
echo 'Usage:tomcat7 start|stop|restart'
;;
esac
exit 0
添加到啟動項(xiàng)中：
#sudo chmod +x /etc/init.d/tomcat ; sudo update-rc.d tomcat defaults
關(guān)閉，便于后面克隆等操作：
#sudo lxc-stop –n s4
虛擬機(jī)克隆
上面虛擬機(jī)s4安裝好之后，執(zhí)行快速的克隆操作：
lxc-clone -o s4 -n s5 -s -L 1000M
-s 要克隆的景象快照，虛擬機(jī)s5和虛擬機(jī)s4保持一致了
-L 虛擬機(jī)s5的文件系統(tǒng)大小，默認(rèn)為2G。這里指定和S4一樣的文件系統(tǒng)容量。
虛擬機(jī)s4使用lvm管理磁盤，克隆后的s5自然也使用LVM，位置位于 /dev/lxc/s5。
這樣，克隆出來的S5就對應(yīng)一個(gè)具體的Tomcat Servlet平臺。
克隆的速度比創(chuàng)建的速度就是快，5秒之內(nèi)搞定。
啟動s5
lxc-start –n s5 –d && ssh ubuntu@s5
輸入java –version可以看到j(luò)ava已經(jīng)安裝成功,tomcat的目錄為 /home/ubuntu/tomcat，執(zhí)行啟動腳本：
/home/ubuntu/tomcat/bin/start.
刪除/注銷
lxc-destroy -n s7 -f
-f 參數(shù)可以強(qiáng)制銷毀正在運(yùn)行中的虛擬s7
虛擬機(jī)自動啟動
把虛擬s5設(shè)置為自動啟動：
ln -s /var/lib/lxc/s5/config /etc/lxc/auto/s5.conf
下次宿主機(jī)重啟，s5會自動啟動。其它虛擬機(jī)設(shè)置于此類同。
按照以上辦法，克隆s6，s7更多的虛擬機(jī)，執(zhí)行SSH連接，部署WAR包，重啟tomcat等，這一切操作可以在宿主機(jī)上創(chuàng)建一個(gè)sh腳本執(zhí)行。
注意事項(xiàng)
lxc暫時(shí)還不能直接查看內(nèi)存，CPU等信息，通過free、top或/proc/meminfo、/proc/cpuinfo 是不準(zhǔn)確的，看到的都是宿主機(jī)的信息。
要想查看，到/sys/fs/cgroup/*/lxc/虛擬機(jī)名稱下/查看。
查看虛擬機(jī)s5當(dāng)前內(nèi)存：
#cat /sys/fs/cgroup/memory/lxc/s5/memory.usage_in_bytes
查看虛擬機(jī)s5內(nèi)存上限
#cat /sys/fs/cgroup/memory/lxc/s5/memory.limit_in_bytes
查看交換分區(qū) + 內(nèi)存的上限
#cat /sys/fs/cgroup/memory/lxc/s5/memory.memsw.limit_in_bytes
有關(guān)cpu，或者cpuset，于此類似。
即時(shí)修改虛擬機(jī)s5的內(nèi)存上限：
echo 800M > /sys/fs/cgroup/memory/lxc/s5/memory.limit_in_bytes
其它修改也是如此，很簡單。
但若是主動mount /cgroup ，則以上位置會發(fā)生變化。
PAAS路由
單臺宿主機(jī)路由
一臺宿主機(jī)上存在若干個(gè)Tomcat Servlet平臺，外部請求如何動態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的虛擬機(jī)對應(yīng)平臺上，本文環(huán)境是一臺宿主機(jī)（想虛擬兩臺，但筆記本太爛），比較好辦。
關(guān)掉防火墻
ufw disable
然后重啟
安裝nginx：
apt-get install nginx
創(chuàng)建目錄 /home/test/hosts，一般用戶可讀寫。
修改nginx配置文件，在http大括號體最好一行添加內(nèi)容：
vi /etc/nginx/nginx.conf
inlcude /home/test/hosts/*.conf;
建立虛擬機(jī)s5的Tomcat Servlet平臺配置片段：
vi /home/test/hosts/s5.conf
server {
listen 80;
server_name s5.yong.com;
location / {
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_pass http://s5:8080;
}
}
一個(gè)虛擬機(jī)一個(gè)配置文件，其它虛擬機(jī)配置于此類似，都丟在此目錄下。nginx啟動/重新加載時(shí)，自動會讀取。
測試時(shí)，在本地的hosts文件，添加映射
# 192.168.2.28 為宿主機(jī)IP
192.168.2.28 s5.yong.com
使用瀏覽器即可訪問。
一般使用非root用戶操作nginx，使用iptables等防火墻工具進(jìn)行端口映射，這里省略。
另外，要做到nginx不重新加載或重啟，可能需要定制nginx路由部分了，比如淘寶采用了nginx + lua實(shí)現(xiàn)。
這里有一群淘寶牛人開源的nginx組件集 http://openresty.org/ ，可供參考。
多臺宿主機(jī)路由
這個(gè)路由規(guī)則相當(dāng)復(fù)雜，可以設(shè)置單獨(dú)一臺DHCP服務(wù)器，可以分配10.*.*.*私有IP。這樣可以保證一個(gè)IP對應(yīng)一個(gè)外網(wǎng)域名。
但，如cloud foudry 采用nginx + lua + ruby進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)交換數(shù)據(jù)，更為復(fù)雜。
聽說，Heroku則采用nginx + erlang進(jìn)行路由處理。
有機(jī)會再說說這一部分吧。
結(jié)束語
好吧，我承認(rèn)標(biāo)題有些大，不過，標(biāo)題黨就是這樣，先吸引過來再說。但不是初衷，起一個(gè)名字，用以概括全文，但最終發(fā)現(xiàn)，還是有些虛了，頗感無奈。
類似于資源分配，安全策略，流量計(jì)費(fèi)等，提供SQL，NOSQL，隊(duì)列服務(wù)等高級Topic，太廣泛，省略之。
所有操作都是基于終端命令，若是外層可以使用JSP等腳本簡單包裝一下，那就成了PAAS Tomcat Servlet環(huán)境托管管理系統(tǒng)了。
用慣了Tomcat，理論上Jetty或者JAVA EE完整版容器也是可以的。
有關(guān)LXC更多、更深入用法，請見參考資料。
參考資料
- https://help.ubuntu.com/12.04/serverguide/lxc.html
- Virtualization in the EC2 cloud using LXC