UTS Namespace

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基本信息

UTS（UNIX时间共享系统）命名空间是一个Linux内核特性，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命名空间拥有自己的独立主机名和NIS域名，这在容器化场景中特别有用，因为每个容器应该看起来像是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，新的命名空间共享与其父命名空间相同的标识符。然而，在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

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

通过挂载新的 /proc 文件系统实例，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. 问题说明：
  • Linux 内核允许进程使用 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 命令本身在新的命名空间中成为 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

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

检查您的进程所在的命名空间

bash
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

bash
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

bash
nsenter -u TARGET_PID --pid /bin/bash

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