Back

3_Bare_Metal_Linux_systemd-nspawn

Loading views...
← PreviousNext →

← Back to Index

DEPLOYMENT 3 — Bare Metal → Linux → systemd-nspawn

Deployment Stack Overlay

┌──────────────────────────────────────────────────┐
│             Workload (App/Process)             │
├──────────────────────────────────────────────────┤
│                 systemd-nspawn                 │
├──────────────────────────────────────────────────┤
│                     Linux                      │
├──────────────────────────────────────────────────┤
│                   Bare Metal                   │
└──────────────────────────────────────────────────┘

Detailed System Infrastructure

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    CONTAINERIZED SERVICES                       │
│  ┌──────────────────┐    ┌───────────────────────────────────┐  │
│  │ Service A        │    │ Service B                         │  │
│  │ (own rootfs dir) │    │ (own rootfs dir)                  │  │
│  │ /var/lib/machines│    │ /var/lib/machines/serviceB        │  │
│  │ /serviceA        │    │                                   │  │
│  └──────────────────┘    └───────────────────────────────────┘  │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │
┌────────────────────────────▼────────────────────────────────────┐
│                 systemd-nspawn + systemd-machined                │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  systemd-nspawn  (chroot-like container runtime)         │   │
│  │  machinectl      (list/start/stop/login to containers)   │   │
│  │  systemd-machined(machine registry daemon)               │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │             Networking                                   │   │
│  │  systemd-networkd │ veth pairs │ host0 interface         │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │
┌────────────────────────────▼────────────────────────────────────┐
│                      systemd (PID 1)                            │
│  ┌────────────┐  ┌──────────────┐  ┌────────────────────────┐  │
│  │  journald  │  │  networkd    │  │  resolved              │  │
│  └────────────┘  └──────────────┘  └────────────────────────┘  │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │
┌────────────────────────────▼────────────────────────────────────┐
│                      LINUX KERNEL                               │
│              cgroups │ namespaces │ seccomp                     │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │
┌────────────────────────────▼────────────────────────────────────┐
│                       BARE METAL                                │
│            CPU │ RAM │ Storage │ NIC                           │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Technical Implementation Details

  • Networking: Often relies on Linux bridges (lxcbr0) and veth pairs.
  • Storage: Local directory or CoW filesystems (ZFS/Btrfs).
  • Management: Orchestrated via native CLI or high-level API controllers.

How It Works

  • systemd-nspawn creates lightweight containers using Linux namespaces — essentially a chroot with namespace isolation
  • systemd-machined provides a D-Bus API for container lifecycle
  • machinectl is the CLI interface
  • No external daemon needed — built into every modern Linux

Use Case

Minimal service isolation, OS image testing, distribution package building, and lightweight dev environments where Docker/LXD is too heavy.

Pros

  • Zero additional software — built into systemd
  • Very lightweight
  • Good for testing OS images and chroots
  • Integrates with journald for container logging

Cons

  • Very limited networking features
  • No clustering or live migration
  • Not suitable for production multi-tenant workloads
  • No image registry or management plane
  • Network configuration manual
← PreviousNext →