45、Linux 命名空间：原理、实现与应用

Linux 命名空间：原理、实现与应用

一、Linux 命名空间概述

Linux 命名空间的核心思想是在进程组之间划分资源，使一个或多个进程对系统的视图与其他进程组不同。这一特性在 Linux 容器项目（如 http://lxc.sourceforge.net/ ）中用于资源隔离。同时，Linux 容器项目还使用了 cgroups 子系统提供的资源管理机制。

命名空间在高性能计算（HPC）的检查点/恢复（checkpoint/restore）功能中也不可或缺。例如，OpenVZ 的软件工具 CRIU（http://criu.org/Main_Page ）就实现了 Linux 进程的检查点/恢复功能，主要在用户空间完成。检查点/恢复功能允许将多个进程停止并保存到文件系统，之后可从文件系统恢复这些进程（可能在不同主机上）并从停止处继续执行。没有命名空间，检查点/恢复的应用场景将非常有限，特别是实时迁移只能借助命名空间实现。网络命名空间还可用于模拟不同网络栈进行测试和调试等。

Linux 命名空间的发展历程中，挂载命名空间于 2002 年内核 2.4.19 版本首次合并，用户命名空间则在 2013 年内核 3.8 版本为几乎所有文件系统类型实现。除用户命名空间外，创建其他命名空间需要具备 CAP_SYS_ADMIN 能力，否则会出现 –EPRM 错误（“Operation not permitted”）。众多开发者参与了命名空间的开发，包括 Eric W. Biederman、Pavel Emelyanov 等。

二、命名空间的实现

截至目前，Linux 内核实现了六种命名空间，以下是为实现这些命名空间并在用户空间包中提供支持所做的主要新增和