Docker原理：Namespace

目录

• Namespace
  • UTS Namespae
  • PID Namespace
  • Mount Namespace
  • User Namespace
  • Network Namespace
• 参考

Namespace

Linux Namespace 是Linux提供的一种内核级别环境隔离的方法，提供了对UTS、IPC、mount、PID、network、User等的隔离机制。
一句话总结，Namespae解决环境隔离问题。

分类	系统调用参数
Mount namespaces	CLONE_NEWNS
UTS namespaces	CLONE_NEWUTS
IPC namespaces	CLONE_NEWIPC
PID namespaces	CLONE_NEWPID
Network namespaces	CLONE_NEWNET
User namespaces	CLONE_NEWUSER

主要会用到三个系统调用

• clone() – 实现线程的系统调用，用来创建一个新的进程，并可以通过设计上述参数达到隔离。
• unshare() – 使某进程脱离某个namespace
• setns() – 把某进程加入到某个namespace

UTS Namespae

 /*启用CLONE_NEWUTS Namespace隔离 */
int container_pid = clone(container_main, container_stack+STACK_SIZE,
            CLONE_NEWUTS | SIGCHLD, NULL);

IPC全称 Inter-Process Communication，是Unix/Linux下进程间通信的一种方式，IPC有共享内存、信号量、消息队列等方法。IPC隔离后，只有在同一个Namespace下的进程才能相互通信。

int container_pid = clone(container_main, container_stack+STACK_SIZE, 
            CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWIPC | SIGCHLD, NULL); 

PID Namespace

/*启用PID namespace - CLONE_NEWPID*/
int container_pid = clone(container_main, container_stack+STACK_SIZE,
            CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWPID | SIGCHLD, NULL);

Mount Namespace

文件系统隔离

/* 启用Mount Namespace - 增加CLONE_NEWNS参数 */
int container_pid = clone(container_main, container_stack+STACK_SIZE,
            CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWNS | SIGCHLD, NULL);

通过CLONE_NEWNS创建mount namespace后，父进程会把自己的文件结构复制给子进程中。而子进程中新的namespace中的所有mount操作都只影响自身的文件系统，而不对外界产生任何影响。

User Namespace

设置后，内部看到的UID和GID已经与外部不同了，默认显示为65534。那是因为容器找不到其真正的UID，所以设置上了最大的UID。
把容器中的uid和真实系统的uid给映射在一起，需要修改 /proc//uid_map 和 /proc//gid_map 这两个文件。

Network Namespace

用ip命令的部分，docker用raw socket发奇怪命令。网桥、虚拟网卡、路由规则。

上图中的物理网卡代表物理机或虚拟机的网卡

参考

DOCKER基础技术：LINUX NAMESPACE（上）