UTS Namespace

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基本信息

UTS（UNIX时间共享系统）命名空间是Linux内核的一个特性，它提供了两个系统标识符的隔离：主机名和NIS（网络信息服务）域名。这种隔离允许每个UTS命名空间拥有自己独立的主机名和NIS域名，这在容器化场景中特别有用，因为每个容器应该表现为一个具有自己主机名的独立系统。

工作原理：

1. 当创建一个新的UTS命名空间时，它会以从其父命名空间复制的主机名和NIS域名开始。这意味着在创建时，新的命名空间共享与其父命名空间相同的标识符。然而，命名空间内对主机名或NIS域名的任何后续更改将不会影响其他命名空间。

2. UTS命名空间内的进程可以使用sethostname()和setdomainname()系统调用分别更改主机名和NIS域名。这些更改是本地的，不会影响其他命名空间或主机系统。

3. 进程可以使用setns()系统调用在命名空间之间移动，或使用带有CLONE_NEWUTS标志的unshare()或clone()系统调用创建新的命名空间。当进程移动到新的命名空间或创建一个时，它将开始使用与该命名空间关联的主机名和NIS域名。

实验：

创建不同的命名空间

CLI

sudo unshare -u [--mount-proc] /bin/bash

通过挂载一个新的 /proc 文件系统，如果使用参数 --mount-proc，您可以确保新的挂载命名空间具有特定于该命名空间的进程信息的准确和隔离的视图。

错误：bash: fork: 无法分配内存

当 unshare 在没有 -f 选项的情况下执行时，由于 Linux 处理新的 PID（进程 ID）命名空间的方式，会遇到错误。关键细节和解决方案如下：

1. 问题解释：

• Linux 内核允许一个进程使用 unshare 系统调用创建新的命名空间。然而，启动新 PID 命名空间创建的进程（称为“unshare”进程）并不会进入新的命名空间；只有它的子进程会进入。

• 运行 %unshare -p /bin/bash% 会在与 unshare 相同的进程中启动 /bin/bash。因此，/bin/bash 及其子进程位于原始 PID 命名空间中。

• 新命名空间中 /bin/bash 的第一个子进程成为 PID 1。当该进程退出时，如果没有其他进程，它会触发命名空间的清理，因为 PID 1 具有收养孤儿进程的特殊角色。然后，Linux 内核将禁用该命名空间中的 PID 分配。

1. 后果：

• 新命名空间中 PID 1 的退出导致 PIDNS_HASH_ADDING 标志的清理。这导致 alloc_pid 函数在创建新进程时无法分配新的 PID，从而产生“无法分配内存”的错误。

1. 解决方案：

• 通过在 unshare 中使用 -f 选项可以解决此问题。此选项使 unshare 在创建新的 PID 命名空间后分叉一个新进程。

• 执行 %unshare -fp /bin/bash% 确保 unshare 命令本身在新命名空间中成为 PID 1。然后，/bin/bash 及其子进程安全地包含在这个新命名空间中，防止 PID 1 的过早退出，并允许正常的 PID 分配。

通过确保 unshare 以 -f 标志运行，新的 PID 命名空间得以正确维护，使得 /bin/bash 及其子进程能够正常运行，而不会遇到内存分配错误。

Docker

docker run -ti --name ubuntu1 -v /usr:/ubuntu1 ubuntu bash

检查您的进程所在的命名空间

ls -l /proc/self/ns/uts
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 20:49 /proc/self/ns/uts -> 'uts:[4026531838]'

查找所有 UTS 命名空间

sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name uts -exec readlink {} \; 2>/dev/null | sort -u
# Find the processes with an specific namespace
sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name uts -exec ls -l  {} \; 2>/dev/null | grep <ns-number>

进入 UTS 命名空间

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