这种机制为Docker等容器技术的出现和发展提供了坚实的基础
本文将深入探讨Linux Namespace的源码,解析其实现原理和应用场景
一、Linux Namespace概述 Linux Namespace通过为进程提供独立的资源视图,实现了资源的隔离
这些资源包括进程ID(PID)、网络、IPC(进程间通信)、UTS(主机名和域名)、挂载点(Mount)等
每个Namespace下的这些资源对于其他Namespace是不可见的,这样就实现了资源的隔离
Namespace的实现依赖于Linux内核中的一系列数据结构和系统调用
在进程描述符(task_struct)中,有一个指向Namespace结构体(nsproxy)的指针,该结构体包含了指向各种Namespace的指针
这些Namespace结构体包括uts_namespace、ipc_namespace、mnt_namespace、pid_namespace和net_namespace等
二、Namespace的核心数据结构 在Linux内核源码中,Namespace的核心数据结构主要包括task_struct、nsproxy和各种具体的Namespace结构体
1.task_struct task_struct是Linux内核中描述进程完整信息的结构体
它包含了一个指向nsproxy结构体的指针,该指针指向当前进程所属的Namespace信息
struct task_struct{ ... / namespaces / struct nsproxy nsproxy; ... }; 2.nsproxy nsproxy结构体包含了指向各种Namespace的指针
当进程克隆或创建新的Namespace时,这个结构体也会被克隆或更新
struct nsproxy{ atomic_t count; structuts_namespace uts_ns; structipc_namespace ipc_ns; structmnt_namespace mnt_ns; structpid_namespace pid_ns_for_children; structnet net_ns; structcgroup_namespace cgroup_ns; }; 3.具体的Namespace结构体 每种类型的Namespace都有其对应的结构体,如uts_namespace、ipc_namespace、mnt_namespace、pid_namespace和net_namespace等
这些结构体中包含了各自的资源和状态信息
例如,pid_namespace结构体用于管理进程ID命名空间
它包含了进程ID的分配信息、父命名空间的指针等
struct pid_namespace{ struct kref kref; struct pidmap pidmap【PIDMAP_ENTRIES】; intlast_pid; structtask_struct child_reaper; structkmem_cache pid_cachep; unsigned int level; structpid_namespace parent; #ifdef CONFIG_PROC_FS struct vfsmount proc_mnt; #endif }; 三、Namespace的创建和管理 Namespace的创建和管理主要通过clone、setns和unshare等系统调用实现
1.clone系统调用 clone系统调用用于创建一个新的进程,并将其放入新的Namespace中
通过指定不同的CLONE_NEW标志,可以创建不同类型的Namespace
int clone(int(child_func)(void ), void child_stack, int flags,void arg); 例如,通过指定CLONE_NEWPID