场景描述

假设我们需要在同一台物理机上模拟两台独立的主机（Host A 和 Host B），它们分别位于不同的网络命名空间中，并通过虚拟以太网对（veth pair）进行通信。目标是展示网络命名空间的隔离性和跨命名空间的通信能力。

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步骤 1：创建网络命名空间

创建两个命名空间 ns1 和 ns2，分别代表 Host A 和 Host B 的网络环境。

sudo ip netns add ns1   # 创建命名空间 ns1（Host A）
sudo ip netns add ns2   # 创建命名空间 ns2（Host B）

# 查看所有命名空间
ip netns list

输出：

ns1
ns2

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步骤 2：创建虚拟以太网对（veth pair）

创建一对虚拟以太网设备 veth-a 和 veth-b，用于连接两个命名空间。

# 创建 veth pair（veth-a 和 veth-b）
sudo ip link add veth-a type veth peer name veth-b

# 将设备分配到命名空间
sudo ip link set veth-a netns ns1   # veth-a 分配给 ns1
sudo ip link set veth-b netns ns2   # veth-b 分配给 ns2

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步骤 3：配置 IP 地址并启用设备

为每个命名空间中的虚拟设备分配 IP 地址，并启用它们。

# 在 ns1 中配置 veth-a
sudo ip netns exec ns1 ip addr add 10.0.0.1/24 dev veth-a
sudo ip netns exec ns1 ip link set veth-a up
sudo ip netns exec ns1 ip link set lo up   # 启用回环接口

# 在 ns2 中配置 veth-b
sudo ip netns exec ns2 ip addr add 10.0.0.2/24 dev veth-b
sudo ip netns exec ns2 ip link set veth-b up
sudo ip netns exec ns2 ip link set lo up

# 查看 ns1 的网络配置
sudo ip netns exec ns1 ip addr show veth-a

# 查看 ns2 的网络配置
sudo ip netns exec ns2 ip addr show veth-b

输出示例：

2: veth-a@if3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 12:34:56:78:9a:bc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netns ns2
    inet 10.0.0.1/24 scope global veth-a
    valid_lft forever preferred_lft forever

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步骤 4：测试网络连通性

验证两个命名空间之间的通信能力。

# 从 ns1（Host A）ping ns2（Host B）
sudo ip netns exec ns1 ping -c 3 10.0.0.2

# 从 ns2（Host B）ping ns1（Host A）
sudo ip netns exec ns2 ping -c 3 10.0.0.1

成功输出：

PING 10.0.0.2 (10.0.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.047 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.036 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.041 ms

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步骤 5：验证网络隔离性

测试默认命名空间（宿主机）与 ns1/ns2 的隔离性。

# 宿主机无法 ping 通 ns1 和 ns2
ping -c 3 10.0.0.1   # 失败
ping -c 3 10.0.0.2   # 失败

# ns1 和 ns2 也无法访问宿主机外部网络（如 8.8.8.8）
sudo ip netns exec ns1 ping -c 3 8.8.8.8   # 失败（除非配置路由/NAT）

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步骤 6：清理环境

实验完成后，删除命名空间和虚拟设备。

sudo ip netns delete ns1
sudo ip netns delete ns2
sudo ip link delete veth-a   # 如果设备未自动清理
sudo ip link delete veth-b   # 如果设备未自动清理

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应用场景

1. 容器网络：Docker/Kubernetes 使用网络命名空间隔离容器的网络栈。
2. 多租户测试：为不同租户分配独立命名空间，避免 IP/端口冲突。
3. 安全沙箱：限制不可信应用仅能访问指定网络资源。
4. 网络协议开发：在隔离环境中测试新协议或路由策略。

通过此案例，您已掌握网络命名空间的核心操作，并能够将其应用于实际网络隔离与通信场景。