Linux的namespace和cgroups简介

          Linux的namespace和cgroups简介

                                       作者:尹正杰

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一.Linux Namespace技术

  Namespace是Linux系统的底层概念,在内核层实现,即有一些不同类型的命名空间被部署在核内,各个docker容器运行在同一个docker主进程并且共用同一个宿主机系统内核。

  各docker容器运行在宿主机的用户空间,每个容器都要有类似于虚拟机一样的相互隔离的运行空间,但是容器技术是在一个进程内实现运行指定服务的运行环境,并且还可以保护宿主机内核不受其他进程的干扰和影响,如文件系统空间,网络空间,进程空间等,目前主要通过以下技术实现容器运行空间的相互隔离。

1>.MNT Namespace 

  每个容器都要有独立的根文件系统用户空间,以实现在容器里面启动服务并且使用容器的运行环境,即一个宿主机是ubuntu的服务器,可以在里面启动一个centos运行环境的容器并且在里面启动一个Nginx服务,此Nginx运行时使用的运行环境就是centos系统目录的运行环境,但是在容器里面不能访问宿主机的资源,宿主机是使用了chroot技术把容器锁定到一个指的运行目录里面。

 

2>.IPC Namespace 

  一个容器内的进程间通信,允许一个容器内的不同进程的(内存,缓存等)数据访问,但是不能跨容器访问其他容器的数据 。

3>.UTS Namespace 

  UTS namespace(UNIX Timesharing System 包含了运行内核的名称、版本底层体系结构类型等信息)用于系统标识,其中包含了hostname和域名domainname,它使得一个容器拥有属于自己hostname标识,这个主机名标识独立于宿主机系统和其上的他容器 。

 

4>.PID Namespace 

  Linux系统中,有一个PID为1的进程(init/systemd)是其他所有进程的父,那么 在每个容器内也要有一个父进程来管理其下属的子进程,那么多个容器的进程通的PID namespace进程隔离(比如PID编号重复、器内的主进程与回收子进程等)。

5>.Net Namespace 

  每一个容器都类似于虚拟机一样有自己的网卡,监听端口,TCP/IP协议栈等,Docker使用network namespace启动一个vethX接口,这样你的容器将拥有它自己的桥接ip地址,通常是docker0,而docker0实质就是Linux的虚拟网桥,网桥是在OSI七层模型的数据链路网络设备,通过mac地址对网络进行划分,并且在不同网络直接传递数据。

6>.User Namespace 

  各个容器内可能会出现重名的用户和用户组名称,或重复的用户UID或者GID,那么怎隔离各个容器内的用户空间呢?
  User Namespace允许在各个宿主机的各个容器空间内创建相同的用户名以及相同的用户UID和GID,只是会用户的作用范围限制在每个容器内,即A容器和B容器可以有相同的用户名称和ID的账户,但是此用户的有效范围仅是当前容器内,不能访问另外一个容器内的文件系统,即相互隔离,互不影响,永不相见 。

二.Linux control groups

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