Rust网络命名空间管理库netns-rs的使用指南

介绍

netns-rs是一个Rust库，用于管理Linux网络命名空间(network namespace)，实现网络隔离与虚拟化配置。它提供了创建、删除、切换和管理网络命名空间的简单接口，是构建容器化工具或网络虚拟化应用的理想选择。

主要功能

• 创建和删除网络命名空间
• 在命名空间之间切换
• 管理网络接口
• 执行网络配置命令
• 线程安全的命名空间操作

安装

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
netns-rs = "0.2"

基本使用方法

创建和删除网络命名空间

use netns_rs::NetNs;

fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建新的网络命名空间
    let ns = NetNs::new()?;
    println!("Created namespace: {:?}", ns);
    
    // 删除命名空间
    ns.remove()?;
    Ok(())
}

在命名空间中执行操作

use netns_rs::NetNs;

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let ns = NetNs::new()?;
    
    // 在命名空间中执行命令
    ns.exec(|| {
        println!("Now inside the network namespace");
        // 这里可以添加网络配置命令
        Ok(())
    })?;
    
    ns.remove()?;
    Ok(())
}

管理网络接口

use netns_rs::{NetNs, Interface};

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let ns = NetNs::new()?;
    let iface = Interface::new("veth0")?;
    
    // 将接口移动到命名空间
    iface.setns(&ns)?;
    
    // 在命名空间中配置接口
    ns.exec(|| {
        // 激活接口
        Interface::get("veth0")?.set_up()?;
        Ok(())
    })?;
    
    ns.remove()?;
    Ok(())
}

高级用法

创建虚拟以太网对

use netns_rs::{NetNs, Interface};

fn create_veth_pair() -> std::io::Result<()> {
    let ns1 = NetNs::new()?;
    let ns2 = NetNs::new()?;
    
    // 创建veth对
    Interface::add_veth("veth-ns1", "veth-ns2")?;
    
    let iface1 = Interface::get("veth-ns1")?;
    let iface2 = Interface::get("veth-ns2")?;
    
    // 将接口分配到不同的命名空间
    iface1.setns(&ns1)?;
    iface2.setns(&ns2)?;
    
    // 配置IP地址等...
    
    Ok(())
}

持久化命名空间

use netns_rs::NetNs;

fn persistent_namespace() -> std::io::Result<()> {
    // 创建持久化命名空间(会在/var/run/netns/下创建)
    let ns = NetNs::new_persistent("my-namespace")?;
    
    // 以后可以通过名称获取
    let same_ns = NetNs::get("my-namespace")?;
    
    // 删除持久化命名空间
    same_ns.remove()?;
    Ok(())
}

完整示例demo

以下是一个完整的网络命名空间使用示例，展示了如何创建两个命名空间并通过veth对连接它们：

use netns_rs::{NetNs, Interface};
use std::process::Command;

fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 创建两个网络命名空间
    let ns1 = NetNs::new()?;
    let ns2 = NetNs::new()?;
    
    println!("创建了两个网络命名空间: {:?} 和 {:?}", ns1, ns2);

    // 创建veth对
    Interface::add_veth("veth-ns1", "veth-ns2")?;
    println!("创建了veth对: veth-ns1 <-> veth-ns2");

    // 获取接口
    let iface1 = Interface::get("veth-ns1")?;
    let iface2 = Interface::get("veth-ns2")?;

    // 将接口分配到不同的命名空间
    iface1.setns(&ns1)?;
    iface2.setns(&ns2)?;
    println!("已将接口分配到各自的命名空间");

    // 在第一个命名空间中配置网络
    ns1.exec(|| {
        // 激活接口
        Interface::get("veth-ns1")?.set_up()?;
        // 配置IP地址
        Command::new("ip")
            .args(&["addr", "add", "10.0.0.1/24", "dev", "veth-ns1"])
            .status()?;
        println!("在ns1中配置了veth-ns1的IP地址为10.0.0.1/24");
        Ok(())
    })?;

    // 在第二个命名空间中配置网络
    ns2.exec(|| {
        // 激活接口
        Interface::get("veth-ns2")?.set_up()?;
        // 配置IP地址
        Command::new("ip")
            .args(&["addr", "add", "10.0.0.2/24", "dev", "veth-ns2"])
            .status()?;
        println!("在ns2中配置了veth-ns2的IP地址为10.0.0.2/24");
        Ok(())
    })?;

    // 测试连通性
    ns1.exec(|| {
        println!("在ns1中ping 10.0.0.2...");
        Command::new("ping")
            .args(&["-c", "3", "10.0.0.2"])
            .status()?;
        Ok(())
    })?;

    // 清理资源
    ns1.remove()?;
    ns2.remove()?;
    println!("已删除网络命名空间");

    Ok(())
}

注意事项

1. 操作网络命名空间通常需要root权限
2. 命名空间删除后，其中的所有网络接口会自动移回默认命名空间
3. 在多线程环境中使用时要注意命名空间的切换是线程本地的

netns-rs提供了简单而强大的接口来管理Linux网络命名空间，非常适合构建需要网络隔离功能的Rust应用。