UTS Namespace

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基本信息

UTS（UNIX Time-Sharing System）命名空间是Linux内核的一个功能，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命名空间具有其独立的主机名和NIS域名，在容器化场景中特别有用，其中每个容器应该看起来像一个具有自己主机名的独立系统。

工作原理：

1. 创建新的UTS命名空间时，它会从其父命名空间复制主机名和NIS域名。这意味着，在创建时，新命名空间与其父命名空间共享相同的标识符。但是，在命名空间内对主机名或NIS域名进行的任何后续更改都不会影响其他命名空间。

2. 在UTS命名空间内，进程可以使用sethostname()和setdomainname()系统调用更改主机名和NIS域名。这些更改仅在命名空间内部有效，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，或者使用带有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

命令行

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

通过使用参数--mount-proc挂载/proc文件系统的新实例，确保新的挂载命名空间具有准确且独立的进程信息视图，特定于该命名空间。

错误：bash: fork: 无法分配内存

当执行unshare时没有使用-f选项时，会遇到错误，这是由于Linux处理新PID（进程ID）命名空间的方式。以下是关键细节和解决方案：

1. 问题解释：

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

• 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。

• 在新命名空间中，/bin/bash的第一个子进程变为PID 1。当此进程退出时，如果没有其他进程，它会触发命名空间的清理，因为PID 1具有接管孤立进程的特殊角色。Linux内核随后会在该命名空间中禁用PID分配。

2. 后果：

• 在新命名空间中，PID 1的退出导致PIDNS_HASH_ADDING标志的清除。这会导致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”错误。

3. 解决方案：

• 可以通过在unshare中使用-f选项来解决此问题。此选项使unshare在创建新PID命名空间后fork一个新进程。

• 执行%unshare -fp /bin/bash%确保unshare命令本身成为新命名空间中的PID 1。然后，/bin/bash及其子进程安全地包含在此新命名空间中，防止PID 1过早退出，并允许正常的PID分配。

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

Docker

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

检查您的进程位于哪个命名空间

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

nsenter -u TARGET_PID --pid /bin/bash

此外，只有root用户才能进入另一个进程命名空间。而且，没有指向它的描述符（如/proc/self/ns/uts），你无法进入其他命名空间。

更改主机名

unshare -u /bin/bash
hostname newhostname # Hostname won't be changed inside the host UTS ns

参考资料

• https://stackoverflow.com/questions/44666700/unshare-pid-bin-bash-fork-cannot-allocate-memory

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