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一文读懂Linux网络命名空间( 三 )

Linux网络

  • 对网络设备的跟踪已经考虑到命名空间的效应，对最重要的一些协议的命名空间支持也是可用的 。由于本书中尚未讨论网络实现的任何具体内容，struct net 中引用的结构当然还是未知的（但在本章行文过程中，这一点会逐渐改变） 。现在，只需要简要地概述一下，哪些概念是以可感知命名空间的方式进行处理的即可.
    1. count是一个标准的使用计数器，在使用特定的net实例前后，需要分别调用辅助函数get_net和put_net. 在count降低到0时，将释放该命名空间，并将其从系统中删除.
    2. 所有可用的命名空间都保存在一个双链表上，表头是net_namespace_list 。list用作链表元素. copy_net_ns函数向该链表添加一个新的命名空间 。在用create_new_namespace创建一组新的命名空间时，会自动调用该函数 。
    3. 由于每个命名空间都包含不同的网络设备，这必然会反映到procfs的内容上（参见10.1节） 。各命名空间的处理需要三个数据项：/proc/net由proc_net表示，而/proc/net/stats由proc_net_stats表示，proc_net_root指向当前命名空间的procfs实例的根结点，即/proc
    4. 每个命名空间都可以有一个不同的环回设备，而loopback_dev指向履行该职责的（虚拟）网络设备.
    5. 网络设备由struct net_device表示 。与特定命名空间关联的所有设备都保存在一个双链表上，表头为dev_base_head 。各个设备还通过另外两个双链表维护：一个将设备名用作散列键（dev_name_head），另一个将接口索引用作散列键（dev_index_head） 。
    • 请注意，术语“设备”和“接口”有细微的差别 。设备表示提供物理传输能力的硬件设备，而接口可以是纯虚拟的实体，可能在真正的设备上实现 。例如，一个网卡可以提供两个接口 。对我们来说，两个术语的区别不那么重要，在下文中将交替使用这两个术语 。网络子系统的许多组件仍然需要做很多工作才能正确处理命名空间，要使网络子系统能够完全感知命名空间，还有相当长的路要走 。例如，内核版本2.6.25（在撰写本章时，仍处于开发中）将开始一些最初的准备工作，以便使特定的协议能够感知到命名空间：
    struct net{ /*......*/struct net_device*loopback_dev;/* The loopback */struct netns_corecore;struct netns_mibmib;struct netns_packetpacket;struct netns_unixunx;struct netns_ipv4ipv4;#if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)struct netns_ipv6ipv6;#endif /*......*/}
    • ipv4用于存储协议参数(此前是全局的), 为此引入了特定于协议的结构. 这个方 法是逐步进行的：首先设置好基本框架，后续的各个步骤，将全局属性迁移到各命名空间的表示，这些结构最初都是空的 。在未来的内核版本中，还将引入更多此类代码
    • linux系统包括默认的命名空间 : "init_net"和用户自定义的net
    • 我们通常说的namespace 一般是默认的命名空间 : "init_net", 也就是所有的"网络通信协议"+"网络设备"都是属于默认的命名空间.
    • 大多数计算机通常都只需要一个网络命名空间. 即只有默认命名空间init_net(该变量实际上是全局的，并未包含在另一个命名空间中，其定义如下：
    //http://lxr.free-electrons.com/source/net/core/net_namespace.c?v=4.7#L35struct net init_net = {.dev_base_head = LIST_HEAD_INIT(init_net.dev_base_head),};EXPORT_SYMBOL(init_net);
    • init_net会被链接到net_namespace_list这个双向链表上, 定义如下所示：
    • net_namespace_list就包含了所有的网络命令空间, 其以init_net为表头
    LIST_HEAD(net_namespace_list);EXPORT_SYMBOL_GPL(net_namespace_list);2.2 初始化 & 清理元组 pernet_operations(创建命名空间)初始化 & 清理元组pernet_operations
    • 每个网络命名空间由几个部分组成, 例如, 在procfs中的表示. 每当创建一个新的网络命名空间时, 必须初始化这些部分. 在删除命名空间时, 也同样需要一些清理工作. 内核采用下列结构来跟踪所有必需的初始化/清理元组.
    //http://lxr.free-electrons.com/source/include/net/net_namespace.h?v=4.7#L288struct pernet_operations {struct list_head list;int (*init)(struct net *net);void (*exit)(struct net *net);void (*exit_batch)(struct list_head *net_exit_list);int *id;size_t size;};//http://lxr.free-electrons.com/source/include/net/net_namespace.h?v=4.7#L316int register_pernet_subsys(struct pernet_operations *);void unregister_pernet_subsys(struct pernet_operations *);int register_pernet_device(struct pernet_operations *);void unregister_pernet_device(struct pernet_operations *);


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