Linux 命名空间(一)

在linux中，命名空间主要提供一种轻量级的资源虚拟，可以从不同方面来查看系统的全局属性，不同命名空间可以互相不干扰，为进程的一部分嗯。例如：同一个进程pid,可以被多个进程共享使用，可以查看同一用户的所有资源消费情况等等。

总体定义

定义如下：

struct nsproxy {
atomit_t count;//指向同一个nsproxy的进程个数
struct uts_namespace *uts_ns;//运行的内核
struct ipc_namespace *ipc_ns;//进程通信ipc
struct mnt_namespace *pid_ns;//文件系统
struct user_namespace *user_ns;//用户的资源限制信息
struct net 			*net_ns;//网络
}

在创建进程(fork,clone系统调用)时，需要设置一些标志来指明命名空间的创建与否

#define CLONE_NEWUTS    0x04000000
#define CLONE_NEWIPC    0x08000000
#define CLONE_NEWUSER  0x10000000
#define CLONE_NEWPID      0x20000000
#define CLONE_NEWNET     0x40000000

同时在每个任务的定义中也包含命名空间的相关域:

struct task_struct{
    …..
    //指针形式，这样可以被多个进程共享，修改一个命名空间，其它进程就可见了
    struct nsproxy *nsproxy;
    …....
}

值得注意的是，命名空间需要在编译其间进行选择，如果没有指明，则所有的属性都是全局的，即只存在一个命名空间，全局命名空间为init_proxy,指向每个子系统的对象:

struct nsproxy init_nsproxy = INIT_NSPROXY(init_nsproxy);
#define INIT_NSPROXY(nsproxy) {
    .pid_ns     =     &init_pid_ns,    \
    .count    =     ATOMIC_INIT(1), \
    .uts_ns    =    &init_uts_ns,     \
    .mnt_ns    =     NULL,         \
    INIT_NET_NS(net_ns),              \
    INIT_IPC_NS(ipc_ns),              \
    .user_ns    =     &init_user_ns,       \
 }

相对应的系统调用有unshare,可以将父子进程的命名空间进行分开或共享。

UTS命名空间

定义如下：

struct uts_namespace {
    struct kref kref;//使用计数
    struct new_utsname name;
}
struct new_utsname
{
    char sysname[65];//系统名称
    char nodename[65];//主机名
    char release[65];//内核版本号
    char version[65];//内核版本日期
    char machine[65];//体系结构
    char domainname[65];
}

测试结果如下：

sys:Linux
node:ubuntu-laptop
release:2.6.32-33-generic
version:#68-Ubuntu SMP Fri Jun 17 16:25:19 UTC 2011
machine:i686
domain:(none)

init进程初始化时，utsname赋值如下：

struct uts_namespace init_uts_ns     =     {
    .kref      =  {
        .refcount         = ATOMIC_INIT(2),
    },
    .name = {
        .sysname        = UTS_SYSNAME,
        .nodename        = UTS_NODENAME,
        .release        = UTS_RELEASE,
        .version         = UTS_VERSION,
        .machine        = UTS_MACHINE,
        .domainname    = UTS_DOMAINNAME,
    },
}

这些宏常量定义在内核的各个地方， 有些通过编译内核形成的，如UTS_RElEASE，定义在文件

中。有些域可以进行修改，但是有些域不能修改，如UTS_SYSNAME只能是Linux,而UTS_NODENAME则可以进行修改。