关于k8s的隔离namespace与cgroup
容器技术中一个非常重要的概念，容器是一个单进程模型。 用户的应用进程就是容器里面PID=1的进程，其他后续创建的进程都是这个进程的子进程，意味着你没法运行两个不同的应用，除非找到一个公共的PID=1的程序来充当两个不同程序的父进程。
关于两者关系
namesapce主要是隔离作用，cgroups主要是资源限制，联合文件主要用于镜像分层存储和管理，runC是运行时，遵循了oci接口，一般来说基于libcontainer。网络主要是docker单机网络和多主机通信模式。
namespace 是用来做资源隔离, cgroup 是用来做资源限制
关于namespace
什么是namespace
Namespace是将内核的全局资源做封装，使得每个Namespace都有一份独立的资源，因此不同的进程在各自的Namespace内对同一种资源的使用不会互相干扰。实际上，Linux内核实现namespace的主要目的就是为了实现轻量级虚拟化（容器）服务。在同一个namespace下的进程可以感知彼此的变化，而对外界的进程一无所知。这样就可以让容器中的进程产生错觉，仿佛自己置身于一个独立的系统环境中，以此达到独立和隔离的目的。
这样的解释可能不清楚，举个例子，执行sethostname这个系统调用时，可以改变系统的主机名，这个主机名就是一个内核的全局资源。内核通过实现UTS Namespace，可以将不同的进程分隔在不同的UTS Namespace中，在某个Namespace修改主机名时，另一个Namespace的主机名还是保持不变。
目前Linux内核总共实现了6种Namespace：
Mount：隔离文件系统挂载点。每个容器能看到不同的文件系统层次结构。
UTS：隔离主机名和域名。
PID：隔离进程ID。
Network：隔离网络资源。
User：隔离用户ID和组ID。
IPC：隔离System V IPC和POSIX消息队列。
各个namespace介绍
第一个是 mout namespace。mout namespace 就是保证容器看到的文件系统的视图，是容器镜像提供的一个文件系统，也就是说它看不见宿主机上的其他文件，除了通过 -v 参数 bound 的那种模式，是可以把宿主机上面的一些目录和文件，让它在容器里面可见的；
第二个是 uts namespace，这个 namespace 主要是隔离了 hostname 和 domain；
第三个是 pid namespace，这个 namespace 是保证了容器的 init 进程是以 1 号进程来启动的；
第四个是网络 namespace，除了容器用 host 网络这种模式之外，其他所有的网络模式都有一个自己的 network namespace 的文件；
第五个是 user namespace，这个 namespace 是控制用户 UID 和 GID 在容器内部和宿主机上的一个映射，不过这个 namespace 用的比较少；
第六个是 IPC namespace，这个 namespace 是控制了进程兼通信的一些东西，比方说信号量；
第七个是 cgroup namespace，上图右边有两张示意图，分别是表示开启和关闭 cgroup namespace。用 cgroup namespace 带来的一个好处是容器中看到的 cgroup 视图是以根的形式来呈现的，这样的话就和宿主机上面进程看到的 cgroup namespace 的一个视图方式是相同的；另外一个好处是让容器内部使用 cgroup 会变得更安全。
为什么要用到cgroup
虽然 Namespace 提供的隔离机制有很多，但实际上我们操作的一些资源仍然是全局的，并且基本上是没有什么限制的，如：内存，CPU，硬盘等。一些在已经「隔离」了的进程中做的操作还是会影响到其他进程的。
所以，Linux 在内核中以文件系统的形式为我们实现了一种资源隔离的机制：Linux CGroup，位于 /sys/fs/cgroup 目录 。它用来限制，控制一个进程群组的资源。工作方式类似于：先对计算机的某个资源设置了一些限制规则，如只能使用 CPU 的20%。然后，如果我们想一些进程去遵守这个使用 CPU 资源的限制的话，就将它加入到这个规则所绑定的进程组中，之后，相应的限制就会对其生效。
关于cgroup
cgroup 主要是做资源限制的
Cgroups的设计比较简单粗暴，就是一个子系统目录加上一组资源限制文件的组合。Docker等容器项目来说就是在各个子系统下，为每个容器创建一个控制组（就是新建个目录），然后启动容器进程后，把容器进程的PID写入对应控制组的tasks文件中就可以了。
控制组 (Control Group)
一个控制组包含多个进程，而资源的限制也是定义在控制组上的。若一个进程加入到某一个控制组，则自动会受到定义在这个控制组上面的限制规则的影响。
层级
一个子系统下面的控制组，可以进行嵌套，最终形成一个树形的结构。子节点控制组会继承父节点控制组上对于资源的限制规则。若在子节点的控制组重定义了和父节点中相同资源的规则，则会发生覆盖（子覆盖父）
在/sys/fs/cgroup/cpu目录下创建container文件夹，系统自动创建了一堆资源限制文件。这个目录就成为一个“控制组”。sys/fs/cgroup 目录下的项目就是目前操作系统提供的全部子系统。
[[email protected] docker]# docker run -it --cpu-period=100000 --cpu-quota=20000 centos:7 /bin/bash
[[email protected] /]#
[[email protected] ~]# cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/90c9fd20daf8f4f9ad384d349d37ca1542490d78daf4e3fe6b79f3ad6d7179bd/
[[email protected] 90c9fd20daf8f4f9ad384d349d37ca1542490d78daf4e3fe6b79f3ad6d7179bd]# cat cpu.cfs_quota_us
20000
[[email protected] 90c9fd20daf8f4f9ad384d349d37ca1542490d78daf4e3fe6b79f3ad6d7179bd]# cat cpu.cfs_period_us
100000
[[email protected] 90c9fd20daf8f4f9ad384d349d37ca1542490d78daf4e3fe6b79f3ad6d7179bd]#
常用到的cgroup
第一个是 CPU，CPU 一般会去设置 cpu share 和 cupset，控制 CPU 的使用率；
第二个是 memory，是控制进程内存的使用量；
第三个 device ，device 控制了你可以在容器中看到的 device 设备；
第四个 freezer。它和第三个 cgroup（device）都是为了安全的。当你停止容器的时候，freezer 会把当前的进程全部都写入 cgroup，然后把所有的进程都冻结掉，这样做的目的是：防止你在停止的时候，有进程会去做 fork。这样的话就相当于防止进程逃逸到宿主机上面去，是为安全考虑；
第五个是 blkio，blkio 主要是限制容器用到的磁盘的一些 IOPS 还有 bps 的速率限制。因为 cgroup 不唯一的话，blkio 只能限制同步 io，docker io 是没办法限制的；
第六个是 pid cgroup，pid cgroup 限制的是容器里面可以用到的最大进程数量。
cgroup的缺点
Cgroups也有缺陷，提起最多的就是/proc文件系统的问题。/proc存储的是内核运行状态的一系列特殊文件，用户可以访问这些文件查看当前运行的进程的状态，比如CPU使用情况，内存使用情况，这些是top的主要数据来源。但是/proc不了解Cgroups的存在，就是容器里面读取的CPU核数，内存状态其实是宿主机的
关于k8s
kubernetes对于容器级别的隔离其实是交由底层的runtime来负责的，例如docker, 当我们指定运行容器所需要资源的request和limit时，docker会为容器设置进程所运行cgroup的cpu.share, cpu.quota, cpu.period, mem.limit等指标来