Network Namespace

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Informaci贸n B谩sica

Un namespace de red es una caracter铆stica del n煤cleo de Linux que proporciona aislamiento de la pila de red, permitiendo que cada namespace de red tenga su propia configuraci贸n de red independiente, interfaces, direcciones IP, tablas de enrutamiento y reglas de firewall. Este aislamiento es 煤til en varios escenarios, como la contenedorizaci贸n, donde cada contenedor debe tener su propia configuraci贸n de red, independiente de otros contenedores y del sistema host.

C贸mo funciona:

  1. Cuando se crea un nuevo namespace de red, comienza con una pila de red completamente aislada, con ninguna interfaz de red excepto por la interfaz de loopback (lo). Esto significa que los procesos que se ejecutan en el nuevo namespace de red no pueden comunicarse con procesos en otros namespaces o con el sistema host por defecto.
  2. Interfaces de red virtuales, como pares veth, pueden ser creadas y movidas entre namespaces de red. Esto permite establecer conectividad de red entre namespaces o entre un namespace y el sistema host. Por ejemplo, un extremo de un par veth puede ser colocado en el namespace de red de un contenedor, y el otro extremo puede ser conectado a un puente u otra interfaz de red en el namespace del host, proporcionando conectividad de red al contenedor.
  3. Las interfaces de red dentro de un namespace pueden tener sus propias direcciones IP, tablas de enrutamiento y reglas de firewall, independientes de otros namespaces. Esto permite que los procesos en diferentes namespaces de red tengan diferentes configuraciones de red y operen como si estuvieran ejecut谩ndose en sistemas de red separados.
  4. Los procesos pueden moverse entre namespaces utilizando la llamada al sistema setns(), o crear nuevos namespaces utilizando las llamadas al sistema unshare() o clone() con la bandera CLONE_NEWNET. Cuando un proceso se mueve a un nuevo namespace o crea uno, comenzar谩 a utilizar la configuraci贸n de red y las interfaces asociadas con ese namespace.

Laboratorio:

Crear diferentes Namespaces

CLI

bash
sudo unshare -n [--mount-proc] /bin/bash
# Run ifconfig or ip -a

Al montar una nueva instancia del sistema de archivos /proc si usas el par谩metro --mount-proc, aseguras que el nuevo espacio de montaje tenga una vista precisa y aislada de la informaci贸n del proceso espec铆fica de ese espacio de nombres.

Error: bash: fork: Cannot allocate memory

Cuando se ejecuta unshare sin la opci贸n -f, se encuentra un error debido a la forma en que Linux maneja los nuevos espacios de nombres de PID (ID de Proceso). Los detalles clave y la soluci贸n se describen a continuaci贸n:

  1. Explicaci贸n del Problema:
  • El n煤cleo de Linux permite a un proceso crear nuevos espacios de nombres utilizando la llamada al sistema unshare. Sin embargo, el proceso que inicia la creaci贸n de un nuevo espacio de nombres de PID (denominado "proceso unshare") no entra en el nuevo espacio de nombres; solo lo hacen sus procesos hijos.
  • Ejecutar %unshare -p /bin/bash% inicia /bin/bash en el mismo proceso que unshare. En consecuencia, /bin/bash y sus procesos hijos est谩n en el espacio de nombres de PID original.
  • El primer proceso hijo de /bin/bash en el nuevo espacio de nombres se convierte en PID 1. Cuando este proceso sale, desencadena la limpieza del espacio de nombres si no hay otros procesos, ya que PID 1 tiene el papel especial de adoptar procesos hu茅rfanos. El n煤cleo de Linux deshabilitar谩 entonces la asignaci贸n de PID en ese espacio de nombres.
  1. Consecuencia:
  • La salida de PID 1 en un nuevo espacio de nombres lleva a la limpieza de la bandera PIDNS_HASH_ADDING. Esto resulta en que la funci贸n alloc_pid falle al intentar asignar un nuevo PID al crear un nuevo proceso, produciendo el error "Cannot allocate memory".
  1. Soluci贸n:
  • El problema se puede resolver utilizando la opci贸n -f con unshare. Esta opci贸n hace que unshare cree un nuevo proceso despu茅s de crear el nuevo espacio de nombres de PID.
  • Ejecutar %unshare -fp /bin/bash% asegura que el comando unshare se convierta en PID 1 en el nuevo espacio de nombres. /bin/bash y sus procesos hijos est谩n entonces contenidos de manera segura dentro de este nuevo espacio de nombres, previniendo la salida prematura de PID 1 y permitiendo la asignaci贸n normal de PID.

Al asegurarte de que unshare se ejecute con la bandera -f, el nuevo espacio de nombres de PID se mantiene correctamente, permitiendo que /bin/bash y sus subprocesos operen sin encontrar el error de asignaci贸n de memoria.

Docker

bash
docker run -ti --name ubuntu1 -v /usr:/ubuntu1 ubuntu bash
# Run ifconfig or ip -a

Verifica en qu茅 namespace est谩 tu proceso

bash
ls -l /proc/self/ns/net
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 20:30 /proc/self/ns/net -> 'net:[4026531840]'

Encontrar todos los espacios de nombres de red

bash
sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name net -exec readlink {} \; 2>/dev/null | sort -u | grep "net:"
# Find the processes with an specific namespace
sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name net -exec ls -l  {} \; 2>/dev/null | grep <ns-number>

Entrar dentro de un espacio de nombres de red

bash
nsenter -n TARGET_PID --pid /bin/bash

Adem谩s, solo puedes entrar en otro espacio de nombres de proceso si eres root. Y no puedes entrar en otro espacio de nombres sin un descriptor que apunte a 茅l (como /proc/self/ns/net).

Referencias

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