Docker内核技术原理之Namespace

作者：云技术趣谈 2021-07-10 08:29:13开源 Docker的内核空间隔离使用的是namespace(空间)，它是技术内核提供的一种空间隔离，在一个空间下，原理每个进程看到的内核视图是一致的，相应的技术如果不在一个空间下看到资源视图是不一致的，举个例子，原理如果两个进程在同一个网络命令空间下，内核那么他们看到的技术网络信息(网卡、IP、原理路由等)是内核一样的，可以通过localhost的技术方式互相访问。

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Docker的原理空间隔离使用的是namespace(空间)，它是内核内核提供的一种空间隔离，在一个空间下，技术每个进程看到的原理视图是一致的，相应的如果不在一个空间下看到资源视图是不一致的，举个例子，如果两个进程在同一个网络命令空间下，那么他们看到的网络信息(网卡、IP、路由等)是一样的，可以通过localhost的方式互相访问。常用的有6种namespace，在Linux 内核4.6之后又添加了Cgroup这namespace，5.6 之后又添加了时钟namespace。

Namespace	系统调用参数	隔离内容
UTS	CLONE_NEWUTS	主机名与域名
IPC	CLONE_NEWIPC	信号量、消息队列和共享内存
PID	CLONE_NEWPID	进程编号
Network	CLONE_NEWNET	网络设备、网络栈、端口等等
Mount	CLONE_NEWNS	挂载点（文件系统）
User	CLONE_NEWUSER	用户和用户组
Cgroup	CLONE_NEWCGROUP	Cgroup的根目录
Time	CLONE_NEWTIME	时钟

这里有个小细节，上面表格创建Mount Namespace的系统调用参数是CLONE_NEWNS，而不是CLONE_NEWMOUNT。从字面理解是创建一个命名空间的意思，这是由于历史原因导致的，因为Mount Namespace是第一个namespace，内核的开发者可能也没有预料到后续还有其它的namespace的加入，所以就先把CLONE_NEWNS给占用了。

可见，namespace的隔离其实并不充分，除了上面的隔离能力，其他的都一样。譬如，时钟在内核5.6版本之前，所有容器和操作系统都共享同一个时钟，如果修改了操作系统的时间，所有容器都时间都会变化。

 

 

 

namespace实现原理也非常简单，每个进程(task_struct)都有一个关于namespace的属性nsproxy，表示自己所属的namespace。

struct task_struct { ...

/* namespaces */

struct nsproxy *nsproxy;

...

}

其中的nsproxy就是指向各种namespace的一个代理。如下所示：

 

当新进程被创建后会继承其父进程的namespace，这就是为啥一个容器里面的所有进程都共享namespace。在Linux集群上面，通过读取“/proc/进程ID/ns/”下的文件可以获取到每个进程对应的namespace。

 

 

责任编辑：武晓燕 来源： 今日头条 Docker内核Namespace

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