Kubernetes命名空间共享

在Kubernetes中，每个Pod都有自己的进程命名空间，其中的进程相互隔离，互不干扰。但是，在某些情况下，我们可能需要让多个Pod中的进程共享同一个进程命名空间。这可以通过将多个Pod配置在同一个节点上并使用共享存储来实现。那么如何为 Pod 配置进程命名空间共享？

可以使用此功能来配置协作容器，比如日志处理 sidecar 容器， 或者对那些不包含诸如 shell 等调试实用工具的镜像进行故障排查。

一、准备

必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时必须配置 kubectl 命令行工具与集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 如果还没有集群，可以通过 Minikube 构建一个自己的集群，或者可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

• Killercoda
• 玩转 Kubernetes

二、配置Pod

使用 Pod .spec 中的 shareProcessNamespace 字段可以启用进程命名空间共享。例如：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
shareProcessNamespace: true
containers:
- name: nginx
image: nginx
- name: shell
image: busybox:1.28
securityContext:
capabilities:
add:
- SYS_PTRACE
stdin: true
tty: true

在集群中创建 nginx Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/share-process-namespace.yaml

获取容器 shell，执行 ps：

kubectl attach -it nginx -c shell

如果没有看到命令提示符，请按 enter 回车键。在容器 shell 中：

# 在 “shell” 容器中运行以下命令
ps ax

输出类似于：

PID USER TIME COMMAND
1 root 0:00 /pause
8 root 0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
14 101 0:00 nginx: worker process
15 root 0:00 sh
21 root 0:00 ps ax

可以在其他容器中对进程发出信号。例如，发送 SIGHUP 到 nginx 以重启工作进程。 此操作需要 SYS_PTRACE 权能。

# 在 “shell” 容器中运行以下命令
kill -HUP 8 # 如有必要，更改 “8” 以匹配 nginx 领导进程的 PID
ps ax

输出类似于：

PID USER TIME COMMAND
1 root 0:00 /pause
8 root 0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
15 root 0:00 sh
22 101 0:00 nginx: worker process
23 root 0:00 ps ax

甚至可以使用 /proc/$pid/root 链接访问另一个容器的文件系统。

# 在 “shell” 容器中运行以下命令
# 如有必要，更改 “8” 为 Nginx 进程的 PID
head /proc/8/root/etc/nginx/nginx.conf

输出类似于：

user nginx;
worker_processes 1;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;

三、理解进程命名空间共享

Pod 共享许多资源，因此它们共享进程命名空间是很有意义的。 不过，有些容器可能希望与其他容器隔离，因此了解这些差异很重要:

1、容器进程不再具有 PID 1。 在没有 PID 1 的情况下，一些容器拒绝启动 （例如，使用 systemd 的容器)，或者拒绝执行 kill -HUP 1 之类的命令来通知容器进程。 在具有共享进程命名空间的 Pod 中，kill -HUP 1 将通知 Pod 沙箱（在上面的例子中是 /pause）。

2、进程对 Pod 中的其他容器可见。 这包括 /proc 中可见的所有信息， 例如作为参数或环境变量传递的密码。这些仅受常规 Unix 权限的保护。

3、容器文件系统通过 /proc/$pid/root 链接对 Pod 中的其他容器可见。 这使调试更加容易， 但也意味着文件系统安全性只受文件系统权限的保护。