5 февраля 2023 г.
namespaces - обзор пространств имён Linux
Пространства имён облекают глобальный системный ресурс в абстрактную форму, в которой он представляется процессам внутри пространства имён таким образом, что процессы имеют свои собственные изолированные экземпляры глобального ресурса. Изменения глобального ресурса видимы другим процессам, которые являются членами пространства имён, и невидимы остальным процессам. Одно из применений пространств имён — реализация контейнеров.
This page provides pointers to information on the various namespace types, describes the associated /proc files, and summarizes the APIs for working with namespaces.
The following table shows the namespace types available on Linux. The second column of the table shows the flag value that is used to specify the namespace type in various APIs. The third column identifies the manual page that provides details on the namespace type. The last column is a summary of the resources that are isolated by the namespace type.
| Пространство имён | Flag | Page | Изоляция |
| Cgroup | CLONE_NEWCGROUP | cgroup_namespaces(7) | корневой каталог cgroup |
| IPC | CLONE_NEWIPC | ipc_namespaces(7) | System V IPC, очереди сообщений POSIX |
| Network | CLONE_NEWNET | network_namespaces(7) | сетевые устройства, стеки, порты … |
| Mount | CLONE_NEWNS | mount_namespaces(7) | Точки монтирования |
| PID | CLONE_NEWPID | pid_namespaces(7) | идентификаторы процессов |
| Time | CLONE_NEWTIME | time_namespaces(7) | Boot and monotonic clocks |
| User | CLONE_NEWUSER | user_namespaces(7) | Идентификаторы пользователей и групп |
| UTS | CLONE_NEWUTS | uts_namespaces(7) | имя узла и доменное имя NIS |
и различные файлы в /proc описаны далее. В API пространств имён имеются следующие системные вызовы:
The clone(2) system call creates a new process. If the flags argument of the call specifies one or more of the CLONE_NEW* flags listed above, then new namespaces are created for each flag, and the child process is made a member of those namespaces. (This system call also implements a number of features unrelated to namespaces.)
Системный вызов setns(2) позволяет вызывающему процессу присоединиться к существующему пространству имён. Требуемое пространство имён указывается через файловый дескриптор, который ссылается на один из файлов /proc/pid/ns, описанных далее.
The unshare(2) system call moves the calling process to a new namespace. If the flags argument of the call specifies one or more of the CLONE_NEW* flags listed above, then new namespaces are created for each flag, and the calling process is made a member of those namespaces. (This system call also implements a number of features unrelated to namespaces.)
Для получения информации о пространствах имё можно использовать различные операции ioctl(2). Их можно найти в ioctl_ns(2).
Для создания новых пространств имён с помощью clone(2) и unshare(2), в большинстве случаев, требуется мандат CAP_SYS_ADMIN, так как в новом пространстве имён создатель будет обладать возможностью изменять глобальные ресурсы, которые видимы другим процессам, создаваемым или присоединяемым к пространству имён со временем. Исключение составляют пользовательские пространства имён: начиная с Linux 3.8 для создания пользовательского пространства имён особых прав не требуется.
Для каждого процесса в /proc/pid/ns/ есть подкаталог, в котором содержится по одной записи на каждое пространство имён, через которые ими можно управлять с помощью setns().
$ ls -l /proc/$$/ns | awk '{print $1, $9, $10, $11}'
total 0
lrwxrwxrwx. cgroup -> cgroup:[4026531835]
lrwxrwxrwx. ipc -> ipc:[4026531839]
lrwxrwxrwx. mnt -> mnt:[4026531840]
lrwxrwxrwx. net -> net:[4026531969]
lrwxrwxrwx. pid -> pid:[4026531836]
lrwxrwxrwx. pid_for_children -> pid:[4026531834]
lrwxrwxrwx. time -> time:[4026531834]
lrwxrwxrwx. time_for_children -> time:[4026531834]
lrwxrwxrwx. user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx. uts -> uts:[4026531838]При привязке монтирования (bind mounting) (смотрите mount(2)) одного из файлов этого каталога в другое место в файловой системе данное пространство имён процесса с pid не удаляется, даже если все процессы в пространстве имён завершились.
При открытии одного из файлов этого каталога (или файла, который был привязан монтированием в один из этих файлов) возвращается файловый описатель соответствующего пространства имён процесса заданного pid. Пока этот файловый дескриптор остаётся открытым, пространство имён будет оставаться действующим, даже если все процессы в пространстве имён завершились. Файловый дескриптор может быть передан в setns(2).
В Linux 3.7 и старее эти файлы видимы как жёсткие ссылки. Начиная с Linux 3.8 они представляются символьными ссылками. Если два процесса находятся в одном пространстве имён, то значения идентификаторов устройств и номера инод их символьных ссылок /proc/pid/ns/xxx одинаковы; приложение может проверить это через поля stat.st_dev и stat.st_ino, возвращаемые stat(2). Содержимое этой символьной ссылки представляет собой строку с типом пространства имён и значением иноды:
$ readlink /proc/$$/ns/uts
uts:[4026531838]В этом подкаталоге содержатся символические ссылки:
Данный файл является описателем пространства имён cgroup этого процесса.
Данный файл является описателем пространства имён IPC этого процесса.
Данный файл является описателем пространства имён mount этого процесса.
Данный файл является описателем пространства имён network этого процесса.
Этот является описателем пространства имён PID этого процесса. Данный описатель постоянен на протяжении всей жизни процесса (т. е., членство пространства имён PID процесса никогда не меняется).
Этот файл является описателем пространства имён PID дочерних процессов, созданных этим процессом. Он может изменяться послевызовов unshare(2) и setns(2) (смотрите pid_namespaces(7)), поэтому файл может отличаться от /proc/pid/ns/pid. Данные по символьной ссылке появляются только после создания в пространстве имён первого дочернего процесса (до этого вызов readlink(2) с символьной ссылкой вернёт пустой буфер).
This file is a handle for the time namespace of the process.
This file is a handle for the time namespace of child processes created by this process. This can change as a consequence of calls to unshare(2) and setns(2) (see time_namespaces(7)), so the file may differ from /proc/pid/ns/time.
Данный файл является описателем пространства имён user этого процесса.
Данный файл является описателем пространства имён UTS этого процесса.
Право разыменовывать или читать (readlink(2)) данные символические ссылки определяется проверкой режима доступа ptrace PTRACE_MODE_READ_FSCREDS; смотрите ptrace(2).
Файлы в каталоге /proc/sys/user (появился в Linux начиная с версии 4.9) отражают ограничения на количество пространств имён различных типов, которые могут быть созданы. Файлы:
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество пространств имён cgroup, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество пространств имён ipc, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество пространств имён монтирования, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество сетевых пространств имён, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество пространств имён PID, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
The value in this file defines a per-user limit on the number of time namespaces that may be created in the user namespace.
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество пользовательских пространств имён, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
Значение в этом файле определяет ограничение по каждому пользователю на количество пространств имён uts, которые могут быть созданы в пространстве имён пользователя.
Замечания к этим файлам:
Значения в этих файлам могут изменяться привилегированными процессами.
Значения, отражаемые в этих файлах, являются ограничениями пользовательского пространства имён, в котором располагается открывающий процесс.
Ограничение устанавливается по каждому пользователю отдельно. Каждый пользователь в одном пространстве имён пользователя может создать столько пространств имён, сколько допускается это ограничение.
Ограничения применяются ко всем пользователям, даже имеющим UID 0.
Эти ограничения применяются в дополнении к другим накладываемым ограничениям, касающимся каждого пространства имён (например, для пользовательского пространства имён и пространства имён PID).
При достижении этих ограничений вызовы clone(2) и unshare(2) завершаются ошибкой ENOSPC.
Для первоначального пространства пользовательского пространства имён значение по умолчанию в каждом файле равно половине ограничения на количество нитей, которые могут быть созданы (/proc/sys/kernel/threads-max). В всех дочерних пользовательских пространств имён значение по умолчанию каждого файла равно MAXINT.
Когда пространство имён создаётся, этот объект также учитывается в родительских пространствах имён. То есть:
Каждое пользовательское пространство имён имен создателя UID.
Когда пространство имён создаётся, это учитывается в UID создателя в каждом родительском пользовательском пространстве имён, и ядро проверяет, что соответствующее ограничение на пространство имён для UID создателя не превысило значение в родительском пространстве имён.
Это гарантирует, что созданием нового пользовательского пространства имён нельзя воспользоваться для выхода за ограничения, установленные для текущего пользователя.
При отсутствии других факторов, пространство имён автоматически удаляется, когда последний процесс в пространстве имён завершается или покидает его. Однако есть несколько факторов, которые могут задержать существование пространства имён даже при отсутствии процессов в нём. К таким факторам относятся следующие:
Существуют открытый дескриптор файла или привязанное монтирование для соответствующего файла /proc/pid/ns/*.
Пространство имён иерархично (т. е., пространство имён PID или пользовательское) и имеет дочернее пространство имён.
Это пользовательское пространство имен, которое владеет одним или несколькими непользовательскими пространствами имён.
Это пространство имён PID и существует процесс, который ссылается на пространство имён через символьную ссылку /proc/pid/ns/pid_for_children.
It is a time namespace, and there is a process that refers to the namespace via a /proc/pid/ns/time_for_children symbolic link.
Это пространство имён IPC и соответствующее монтирование файловой системы mqueue (смотрите mq_overview(7)) ссылается на это пространство имён.
Это пространство имён PID и соответствующее монтирование файловой системы proc(5) ссылается на это пространство имён.
Смотрите clone(2) и user_namespaces(7).
nsenter(1), readlink(1), unshare(1), clone(2), ioctl_ns(2), setns(2), unshare(2), proc(5), capabilities(7), cgroup_namespaces(7), cgroups(7), credentials(7), ipc_namespaces(7), network_namespaces(7), pid_namespaces(7), user_namespaces(7), uts_namespaces(7), lsns(8), switch_root(8)
Русский перевод этой страницы руководства: Alex Nik <rage.iz.me@gmail.com>, Azamat Hackimov <azamat.hackimov@gmail.com>, Dmitry Bolkhovskikh <d20052005@yandex.ru>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru> и Иван Павлов <pavia00@gmail.com>
Этот перевод является бесплатной документацией; прочитайте Стандартную общественную лицензию GNU версии 3 или более позднюю, чтобы узнать об условиях авторского права. Мы не несем НИКАКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.
Если вы обнаружите ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, отправьте электронное письмо на .