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这篇文章主要介绍“Namespace的作用是什么”，在日常操作中，相信很多人在Namespace的作用是什么问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Namespace的作用是什么”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！
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Namespace 是 Linux 内核的一个特性，该特性可以实现在同一主机系统中，对进程 ID、主机名、用户 ID、文件名、网络和进程间通信等资源的隔离。Docker 利用 Linux 内核的 Namespace 特性，实现了每个容器的资源相互隔离，从而保证容器内部只能访问到自己 Namespace 的资源。
目前 Linux 内核中提供了 8 种类型的 Namespace： 
Mount Namespace 是 Linux 内核实现的第一个 Namespace，从内核 2.4.19 版本开始加入。它可以用来隔离不同的进程或者进程组看到的挂载点。通俗地说，就是可以实现在不同的进程中看到不同的挂载目录。使用 Mount Namespace 可以实现容器内只能看到自己的挂载信息，在容器内的挂载操作不会影响主机的挂载目录。
下面我们通过一个实例来演示下 Mount Namespace。在演示之前，我们先来认识一个命令行工具 unshare。unshare 是 util-linux 工具包中的一个工具，CentOS 7 系统默认已经集成了该工具，使用 unshare 命令可以实现创建并访问不同类型的 Namespace。
首先我们使用以下命令创建一个 bash 进程并且新建一个 Mount Namespace：
#新建一个 Mount Namespace root@docker-demo ~]# unshare --mount --fork /bin/bash
执行完上述命令后，这时我们已经在主机上创建了一个新的 Mount Namespace，并且当前命令行窗口加入了新创建的 Mount Namespace。下面我通过一个例子来验证下，在独立的 Mount Namespace 内创建挂载目录是不影响主机的挂载目录的。
然后在 /tmp 目录下创建一个目录，创建好目录后使用 mount 命令挂载一个 tmpfs 类型的目录：
[root@docker-demo ~]# mkdir /tmp/tmpfs [root@docker-demo ~]# mount -t tmpfs -o size=20m tmpfs /tmp/tmpfs
然后使用 df 命令查看一下已挂载的目录信息：
[root@docker-demo ~]# df -h 文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/mapper/centos-root 50G 15G 36G 29% / devtmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /dev tmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /dev/shm tmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /sys/fs/cgroup tmpfs 3.9G 8.9M 3.9G 1% /run tmpfs 797M 8.0K 797M 1% /run/user/42 tmpfs 797M 0 797M 0% /run/user/0 /dev/sda1 1014M 222M 793M 22% /boot /dev/mapper/centos-home 142G 40M 142G 1% /home tmpfs 20M 0 20M 0% /tmp/tmpfs #刚刚挂载的目录
可以看到 /tmp/tmpfs 目录已经被正确挂载。为了验证主机上并没有挂载此目录，我们新打开一个命令行窗口，同样执行 df 命令查看主机的挂载信息：
root@docker-demo ~]# df -hT 文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点 devtmpfs devtmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /dev tmpfs tmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /dev/shm tmpfs tmpfs 3.9G 9.0M 3.9G 1% /run tmpfs tmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /sys/fs/cgroup /dev/mapper/centos-root xfs 50G 15G 36G 29% / /dev/sda1 xfs 1014M 222M 793M 22% /boot /dev/mapper/centos-home xfs 142G 40M 142G 1% /home tmpfs tmpfs 797M 8.0K 797M 1% /run/user/42 tmpfs tmpfs 797M 0 797M 0% /run/user/0
通过上面输出可以看到主机上并没有挂载 /tmp/tmpfs，可见我们独立的 Mount Namespace 中执行 mount 操作并不会影响主机。
为了进一步验证我们的想法，我们继续在当前命令行窗口查看一下当前进程的 Namespace 信息，命令如下：
[root@docker-demo ~]# ls -l /proc/self/ns/ 总用量 0 lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 cgroup -> cgroup:[4026531835] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 ipc -> ipc:[4026531839] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 mnt -> mnt:[4026532670] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 net -> net:[4026531992] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 pid -> pid:[4026531836] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 pid_for_children -> pid:[4026531836] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 time -> time:[4026531834] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 time_for_children -> time:[4026531834] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 user -> user:[4026531837] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 uts -> uts:[4026531838]
然后新打开一个命令行窗口，使用相同的命令查看一下主机上的 Namespace 信息：
[root@docker-demo ~]# ls -l /proc/self/ns/ 总用量 0 lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 cgroup -> cgroup:[4026531835] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 ipc -> ipc:[4026531839] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 mnt -> mnt:[4026531840] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 net -> net:[4026531992] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 pid -> pid:[4026531836] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 pid_for_children -> pid:[4026531836] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 time -> time:[4026531834] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 time_for_children -> time:[4026531834] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 user -> user:[4026531837] lrwxrwxrwx. 1 root root 0 3月 21 19:58 uts -> uts:[4026531838]
通过对比两次命令的输出结果，我们可以看到，除了 Mount Namespace 的 ID 值不一样外，其他Namespace 的 ID 值均一致。
通过以上结果我们可以得出结论，使用 unshare 命令可以新建 Mount Namespace，并且在新建的 Mount Namespace 内 mount 是和外部完全隔离的。
PID Namespace 的作用是用来隔离进程。在不同的 PID Namespace 中，进程可以拥有相同的 PID 号，利用 PID Namespace 可以实现每个容器的主进程为 1 号进程，而容器内的进程在主机上却拥有不同的PID。例如一个进程在主机上 PID 为 122，使用 PID Namespace 可以实现该进程在容器内看到的 PID 为 1。
下面我们通过一个实例来演示下 PID Namespace的作用。首先我们使用以下命令创建一个 bash 进程，并且新建一个 PID Namespace：
[root@docker-demo ~]# unshare --pid --fork --mount-proc /bin/bash [root@docker-demo ~]#
执行完上述命令后，我们在主机上创建了一个新的 PID Namespace，并且当前命令行窗口加入了新创建的 PID Namespace。在当前的命令行窗口使用 ps aux 命令查看一下进程信息：
[root@docker-demo ~]# ps aux USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 1.7 0.0 116752 4884 pts/0 S 19:59 0:00 /bin/bash root 31 7.0 0.0 151124 3872 pts/0 R+ 19:59 0:00 ps aux
通过上述命令输出结果可以看到当前 Namespace 下 bash 为 1 号进程，而且我们也看不到主机上的其他进程信息。
UTS Namespace 主要是用来隔离主机名的，它允许每个 UTS Namespace 拥有一个独立的主机名。例如我们的主机名称为 docker，使用 UTS Namespace 可以实现在容器内的主机名称为 lagoudocker 或者其他任意自定义主机名。
同样我们通过一个实例来验证下 UTS Namespace 的作用，首先我们使用 unshare 命令来创建一个 UTS Namespace：
[root@docker-demo ~]# unshare --uts --fork /bin/bash [root@docker-demo ~]#
创建好 UTS Namespace 后，当前命令行窗口已经处于一个独立的 UTS Namespace 中，下面我们使用 hostname 命令（hostname 可以用来查看主机名称）设置一下主机名：
[root@docker-demo ~]# hostname -b lagoudocker #查看更改后的主机名 [root@docker-demo ~]# hostname lagoudocker
通过上面命令的输出，我们可以看到当前UTS Namespace 内的主机名已经被修改为 lagoudocker。然后我们新打开一个命令行窗口，使用相同的命令查看一下主机的 hostname：
[root@docker-demo ~]# hostname docker-demo
可以看到主机的名称仍然为 docker-demo，并没有被修改。由此，可以验证 UTS Namespace 可以用来隔离主机名。
IPC Namespace 主要是用来隔离进程间通信的。例如 PID Namespace 和 IPC Namespace 一起使用可以实现同一 IPC Namespace 内的进程彼此可以通信，不同 IPC Namespace 的进程却不能通信。
同样我们通过一个实例来验证下IPC Namespace的作用，首先我们使用 unshare 命令来创建一个 IPC Namespace：
[root@docker-demo ~]# unshare --ipc --fork /bin/bash [root@docker-demo ~]#
下面我们需要借助两个命令来实现对 IPC Namespace 的验证。
ipcs -q 命令：用来查看系统间通信队列列表。
ipcmk -Q 命令：用来创建系统间通信队列。
我们首先使用 ipcs -q 命令查看一下当前 IPC Namespace 下的系统通信队列列表：
[root@docker-demo ~]# ipcs -q --------- 消息队列 ----------- 键 msqid 拥有者 权限 已用字节数 消息
由上可以看到当前无任何系统通信队列，然后我们使用 ipcmk -Q 命令创建一个系统通信队列：
[root@docker-demo ~]# ipcmk -Q 消息队列 id：0
再次使用 ipcs -q 命令查看当前 IPC Namespace 下的系统通信队列列表：
[root@docker-demo ~]# ipcs -q --------- 消息队列 ----------- 键 msqid 拥有者 权限 已用字节数 消息 0x91ce1a3d 0 root 644 0 0
可以看到我们已经成功创建了一个系统通信队列。然后我们新打开一个命令行窗口，使用ipcs -q 命令查看一下主机的系统通信队列：
[root@docker-demo ~]# ipcs -q --------- 消息队列 ----------- 键 msqid 拥有者 权限 已用字节数 消息
通过上面的实验，可以发现，在单独的 IPC Namespace 内创建的系统通信队列在主机上无法看到。即 IPC Namespace 实现了系统通信队列的隔离。
User Namespace 主要是用来隔离用户和用户组的。一个比较典型的应用场景就是在主机上以非 root 用户运行的进程可以在一个单独的 User Namespace 中映射成 root 用户。使用 User Namespace 可以实现进程在容器内拥有 root 权限，而在主机上却只是普通用户。User Namesapce 的创建是可以不使用 root 权限的，下面我们以普通用户的身份创建一个 User Namespace，命令如下：
# 创建并切换到普通用户 [root@docker-demo ~]# su - chengzw [chengzw@docker-demo ~]$ id uid=1002(chengzw) gid=1004(chengzw) groups=1004(chengzw) context=unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023 # 创建 User Namespace [chengzw@docker-demo ~]$ unshare --user -r /bin/bash
然后执行 id 命令查看一下当前的用户信息：
[root@docker-demo ~]# id uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root) 环境=unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023
通过上面的输出可以看到我们在新的 User Namespace 内已经是 root 用户了。下面我们使用只有主机 root 用户才可以执行的 reboot 命令来验证一下，在当前命令行窗口执行 reboot 命令：
[root@docker-demo ~]# reboot Failed to open /dev/initctl: Permission denied Failed to talk to init daemon.
查看当前 User Namespace 所在的进程：
[root@docker-demo ~]# echo $$ 2157
在宿主机上查看该进程对应的用户，可以看到实际上在宿主机上是 chengzw 用户：
[root@docker-demo ~]# ps -ef | grep 2157 chengzw 2157 2092 0 20:41 pts/0 00:00:00 /bin/bash
可以看到，我们在新创建的 User Namespace 内虽然是 root 用户，但是并没有权限执行 reboot 命令。这说明在隔离的 User Namespace 中，并不能获取到主机的 root 权限，也就是说 User Namespace 实现了用户和用户组的隔离。
Net Namespace 是用来隔离网络设备、IP 地址和端口等信息的。Net Namespace 可以让每个进程拥有自己独立的 IP 地址，端口和网卡信息。例如主机 IP 地址为 192.168.1.41 ，容器内可以设置独立的 IP 地址为 172.16.1.2。
同样用实例验证，我们首先使用 ip addr 命令查看一下主机上的网络信息：