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文章目录
- 小知识-命名空间
- **下面着重介绍一下刚刚提到的内部命名空间**
- IPC Namespace
- Network Namespace
本文摘自于我的免费专栏《Kubernetes从0到1（持续更新）》请多关注
小知识-命名空间
注意，首先我要强调一点，Kubernetes命名空间（K8s Namespace）与Pod内的共享命名空间是两个东西，下面请让我我来解释。（官方参考：Kubernetes 1.30：对 Pod 使用用户命名空间的支持进阶至 Beta | Kubernetes）
Pod内的共享命名空间：是 Linux 内核提供的一种隔离机制，这个命名空间是指 Pod内容器共享的网络、存储、IPC等资源命名空间。在同一个Pod内，多个容器共享网络命名空间、存储卷、PID命名空间等。这个概念更多的是与容器的协作和资源共享相关，而非集群范围的资源隔离（再次强调！意思就是和Kubernetes命名空间不是一个东西）。（官方文档：用户命名空间 | Kubernetes）
Kubernetes中的Namespace是一种用于在集群内部组织和隔离资源的机制。一个Namespace可以看作是一个虚拟的集群，它将物理集群划分为多个逻辑部分，每个部分都有自己的一组资源（如Pod、Service、ConfigMap等）。
！！！非常重要！！！： 实际上一些容器运行时的默认配置（如 Docker Engine、containerd、CRI-O）就使用 Linux 命名空间进行隔离，这样我们就可以理解pod为什么有用户命名空间这个东西了（既Pod 网络命名空间的设置由实现容器运行时接口（CRI）的系统层面软件处理。）。
常见的 7 种 Linux 命名空(namespaces(7) - Linux manual page)间如下：
| 命名空间 | 简称 | 作用 |
|---|---|---|
| Mount Namespace | mnt | 隔离挂载点（如文件系统结构），不同容器看不到彼此的挂载点。 |
| UTS Namespace | uts | 隔离主机名和域名（hostname 和 domainname）。 |
| IPC Namespace | ipc | 隔离进程间通信资源，如信号量、消息队列、共享内存。 |
| PID Namespace | pid | 隔离进程编号（每个容器都认为自己从 PID 1 开始）。 |
| Network Namespace | net | 隔离网络接口、IP 地址、路由表、端口等。 |
| User Namespace | user | 隔离用户和组 ID（UID、GID），可实现非特权容器。 |
| Cgroup Namespace | cgroup | 隔离 cgroup 层级，控制资源分配和限制的视图。 |
Pod内部共享情况
| 命名空间类型 | 是否 Pod 内容器默认共享 | 是否可配置为共享 | 说明 |
|---|---|---|---|
| Network (net) | ✅ 是 | ❌ 否 | 所有容器共享 Pod 的网络栈：同一个 IP、端口需避免冲突。 |
| PID (pid) | ❌ 否 | ✅ 可以共享 | 可通过 shareProcessNamespace: true 启用容器之间共享进程视图。 |
| IPC (ipc) | ✅ 是 | ❌ 否 | 所有容器共享信号量、消息队列、共享内存。 |
| Mount (mnt) | ❌ 否 | ✅ 通过 Volume 实现 | 不直接共享，但可通过挂载同一个 Volume 实现数据共享。 |
| UTS (uts) | ❌ 否 | ✅ 某些场景下可共享 | 可通过配置让多个容器看到同样的 hostname（不常用）。 |
| User (user) | ❌ 否 | ✅ 支持（1.25+ 默认开启） | Linux 支持，K8s 中需要额外配置或启用。 |
| Cgroup(cgroup) | ❌ 否 | ⚠️ 受限支持 | Kubernetes 不直接暴露配置，但可通过容器运行时影响。 |
下面着重介绍一下刚刚提到的内部命名空间
IPC Namespace
IPC （Inter-Process Communication）命名空间 是 Linux 容器中非常核心的一个隔离机制，它的作用是让同一个 Pod 中的多个容器能够共享进程间通信资源（IPC），而不同 Pod 的容器之间则无法互相访问这些资源（当然，这样也保证了不同pod的隔离性从而保证安全与互不干扰）。
那么这些资源包括如下种类：
- 共享内存（Shared Memory）
- 信号量（Semaphores）
- 消息队列（Message Queues）
所以，在一个pod中的容器由于拥有同一个IPC命名空间，这导致这些容器之间能够共享内存，使用同一个key获取同一个信号量，通过消息队列进行通信。
Network Namespace
Pod 有自己的私有网络命名空间，Pod 内的所有容器共享这个命名空间。 运行在同一个 Pod 中的不同容器的进程彼此之间可以通过 localhost 进行通信。但是在外部通信时由于网络命名空间之间彼此独立（不同pod实际上是被命名空间隔离了），但它们之间的通信可以通过宿主机上的虚拟网络桥或者网络插件（容器网络接口CNI）实现连接。（官方文档：网络插件 | Kubernetes）