名前空間の操作，その 1: 名前空間の概要 (Namespace in operation, part 1:namespaces overview)

Linux 3.8 のマージウィンドウでは，Eric Biederman のかなり大きなサイズのユーザ名前空間と関連するパッチ群が受け入れられているのが目に入る．完了するにはまだ細かい点が残っているものの (例えば多数の Linux ファイルシステムがまだユーザ名前空間対応していない)，ユーザ名前空間の実装は機能的な部分では完成した．

ユーザ名前空間の実装の完成は，いくつかの理由から，少し大きな出来事である．最初に，(Linux 2.6.23 で) ユーザ名前空間の最初の一歩を踏み出してから 5 年余りも費やしているという事実が示すように，最も複雑な名前空間の実装が完了したことを示す．次に，名前空間の実装は現在，存在する名前空間のほとんどの実装はほぼ完成しているという，ある意味 “stable point” にいるということである．これは名前空間の実装が全て完了したことを意味するわけではない: 将来的に他の名前空間が追加されるかもしれない．そして，現在存在する名前空間に対する拡張もなされるだろう．例えばカーネルログに対する名前空間による隔離の追加のような．最後に，ユーザ名前空間の実装における最近の変更は，名前空間の使われ方の視点から，大きな変革のようなものであると言える．それは，Linux 3.8 から，特権を持たないプロセスがユーザ名前空間を作り，その中で完全な特権を持つことが出来るのである．これは同様に，他のタイプの名前空間もユーザ名前空間の中で作成できるということである．

それゆえ現時点は，名前空間の全体像を眺め，名前空間 API の使い方を見る丁度良い時であるように見える．これは，それを行う記事のシリーズの最初のものである．この記事では，現在利用可能な名前空間の概略を示す．続く記事では，どのように名前空間の API をプログラムの中で使えるかを示す．

現在，Linux には 6 つの異なる名前空間が実装されている．それぞれの名前空間の目的は，名前空間内のプロセスが，グローバルリソースの隔離されたインスタンスを持つように見える抽象化を行なって，特定のグローバルリソースをラップすることである．名前空間の一般的な目的の一つは，プロセスのグループからは自分たちだけがシステム上に存在しているように見える機能を提供する，軽量な仮想化のツールであるコンテナの実装をサポートすることである (他の目的の場合も同様な機能である)．

以下の議論では，実装された順に (少なくとも実装が完成した順に) 名前空間を挙げていく．括弧内に挙られた CLONE_NEW* 指示子は，以降の記事で述べる名前空間の API (clone(), unshare(), setns()) を使うときの名前空間を示すのに使われる定数名である．

マウント名前空間(CLONE_NEWNS, Linux 2.4.19) はプロセスグループから見えるマウントポイントの組を隔離する．マウント名前空間の追加で，mount() と umount() システムコールは，システム上の全てのプロセスから見えるグローバルなマウントポイントに対する操作を止め，代わりに呼び出したプロセスに紐付いたマウント名前空間にだけ影響を与える操作を行う．

マウント名前空間が呼び出されると，chroot jail と同様の環境が作成される．しかし，chroot() システムコールの使用と比べると，マウント名前空間は，このようなタスクに対してよりセキュアで柔軟性がある．他にマウント名前空間のより洗練された使い方をすることも可能である．例えば，分離されたマウント名前空間は，マスター・スレーブ関係で設定することも可能である．なので，マウントイベントは自動的にある名前空間から別の名前空間に伝搬する．これは，例えば，ある名前空間内でマウントされた光学ディスクデバイスを，自動的に他の名前空間で出現させることもできる．

マウント名前空間は，2002 年に Linux に実装された名前空間の最初のものである．この事実が “NEWNS” という他に比べると一般的な名前 (“new namespace” の略) が付いている理由である．その時点では，誰も他の異なるタイプの名前空間が将来必要になってくるであろう事を考えていなかったのである．

UTS名前空間 (CLONE_NEWUTS, Linux 2.6.19) は 2 つのシステムの識別子を隔離する．その識別子とは，uname() システムコールによって返される nodename と domainname である．この名前は sethostname() と setdomainname() システムコールで設定される．コンテナのコンテキストでは，UTS 名前空間機能は，コンテナごとに自分のホスト名と NIS ドメインネームを持つことができるようになる．これは，名前に基づいたアクションを行う初期化や設定スクリプトで役に立つ．“UTS” とは uname() システムコールに渡される構造体 struct utsname に由来する．構造体の名前は “UNIX Time-sharing System” に由来する．

IPC名前空間 (CLONE_NEWIPC, Linux 2.6.19) は特定の interprocess communication (IPC) リソース，すなわち，System V IPCオブジェクトと (Linux 2.6.30 以降の) POSIX message queuesを隔離する．これらの IPC メカニズムの共通の特徴は，IPC オブジェクトをファイルシステムのパス名以外の仕組みで特定するということである．IPC 名前空間はそれぞれ自身の System V IPC 識別子と POSIX メッセージキューファイルシステムを持つ．