Docker通过namespace实现了资源隔离，通过cgroups实现了资源限制,通过写时复制(copy-on-write)实现了高效的文件操作。
1.namespace资源隔离
namepsace的6项隔离:
| 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 |
| Mount | CLONE_NEWNS | 挂载点（文件系统） |
| User | CLONE_NEWUSER | 用户和用户组 |
Linux内核实现namespace的主要目的之一是实现轻量级虚拟化（容器）服务。在同一个namespace下的进程可以感知彼此的变化，而对外界进程一无所知。这样就可以让容器中的进程产生错觉，仿佛自己置身于一个独立的系统环境中，以达到独立和隔离的目的。
进行namespace API操作的4种方式
namespace的API包括clone(),setns()以及unshare(),还有/proc下的部分文件。为了确定隔离的到底是哪6项namespace,在使用这些API时，通常需要指定以下6个参数的一个或多个，通过位或操作来实现。
CLONE_NEWUTS,CLONE_NEWIPC,CLONE_NEWPID,CLONE_NEWNET,CLONE_NEWNS,CLONE_NEWUSER.
通过clone()在创建新进程的同时创建namespace
使用clone()来创建一个独立namespace的进程是最常见的做法，也是Docker使用namespace的最基本的方法,它的调用方式如下。
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NAME clone, __clone2 - create a child process SYNOPSIS /* Prototype for the glibc wrapper function */ #include <sched.h> int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg, ... /* pid_t *ptid, struct user_desc *tls, pid_t *ctid */ ); |
clone()实际上是fork系统调用的一种更通用的实现方式，它可以通过flags来控制使用多少功能。一共有20多种CLONE_*的flag（标志位）参数用来控制clone进程的方方面面（如是否与父进程共享虚拟内存等）.
查看/proc/[pid]/ns文件
从3.8版本内核开始，用户可以在该文件下看到指向不同namespace号的文件:
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ls -l /proc/2597/nstotal 0lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 cgroup -> cgroup:[4026531835]lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 ipc -> ipc:[4026531839]lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 mnt -> mnt:[4026531840]lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 net -> net:[4026531957]lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 pid -> pid:[4026531836]lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 user -> user:[4026531837]lrwxrwxrwx 1 zhangxa zhangxa 0 Mar 2 06:42 uts -> uts:[4026531838] |
如果2个进程namespace号相同，说明它们在同一个namespace下。
/proc/[pid]/ns里设置这些符号链接的另一个作用是，一旦上述链接文件被打开，那么就算该namespace下的所有进程都已经结束，这个namespace也会一直存在，后续进程也可以再加进来。在Docker中，通过文件描述符定位和加入一个存在的namespace是最基本的方式。
另外，把/proc/[pid]/ns目录文件使用--bind方式挂载起来可以直到同样的作用:
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# mount --bind /proc/2454/ns/uts uts |
通过setns()加入一个已经存在的namespace
上面提到，在进程都结束的情况下，也可以通过挂载的形式把namespace保留下来，保留namespace的目的是为以后有进程加入做准备。在Docker中，使用docker exec命令在已经运行着的容器中执行一个新命令，就需要用到该方法。通过setns()系统调用，进程从原先的namespace加入某个已经存在的namespace,使用方法如下。通常为了不影响进程的调用者，也为了使新加入的pid namespace生效，会在setns()函数执行后使用clone创建子进程继续执行命令，让原先的进程结束。
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NAME setns - reassociate thread with a namespaceSYNOPSIS #define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include <sched.h> int setns(int fd, int nstype); |
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fd = open(argv[1],O_RDONLY); setns(fd,0); execvp(argv[2],&argv[2]); |
假设编译后的程序为"setns-test"
# ./setns-test ~/uts /bin/bash
至此，就可以在新加入的namespace中执行shell命令了。
通过unshare()在原先进程上进行namespace隔离
它与clone()很像，不同的是，unshare()运行在原先的进程上，不需要启动一个新进程。
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NAME unshare - disassociate parts of the process execution context SYNOPSIS #include <sched.h> int unshare(int flags); |
调用unshare()的主要作用就是不启动一个新进程就可以起到隔离的效果，相当跳出原先的namespace进行操作。这样，就可以在原进程进行一些需要隔离的操作。Linux自带的unshare命令，就是通过unshare()系统调用实现的。Docker目前并没有使用这个系统调用。
总结
以上就是本文关于Docker探索namespace详解的全部内容，希望对大家有所帮助，有什么问题可以随时留言，小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持！
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