IPC Namespace

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Informazioni di base

Un namespace IPC (Inter-Process Communication) è una funzionalità del kernel Linux che fornisce isolamento degli oggetti IPC di System V, come code di messaggi, segmenti di memoria condivisa e semafori. Questo isolamento garantisce che i processi in diversi namespace IPC non possano accedere o modificare direttamente gli oggetti IPC degli altri, fornendo un ulteriore livello di sicurezza e privacy tra i gruppi di processi.

Come funziona:

  1. Quando viene creato un nuovo namespace IPC, inizia con un set completamente isolato di oggetti IPC di System V. Ciò significa che i processi in esecuzione nel nuovo namespace IPC non possono accedere o interferire con gli oggetti IPC in altri namespace o nel sistema host per impostazione predefinita.
  2. Gli oggetti IPC creati all'interno di un namespace sono visibili e accessibili solo ai processi all'interno di quel namespace. Ogni oggetto IPC è identificato da una chiave unica all'interno del suo namespace. Anche se la chiave può essere identica in diversi namespace, gli oggetti stessi sono isolati e non possono essere accessibili tra i namespace.
  3. I processi possono spostarsi tra i namespace utilizzando la chiamata di sistema setns() o creare nuovi namespace utilizzando le chiamate di sistema unshare() o clone() con il flag CLONE_NEWIPC. Quando un processo si sposta in un nuovo namespace o ne crea uno, inizierà a utilizzare gli oggetti IPC associati a quel namespace.

Laboratorio:

Crea diversi Namespace

CLI

bash
sudo unshare -i [--mount-proc] /bin/bash

Montando una nuova istanza del filesystem /proc se utilizzi il parametro --mount-proc, garantisci che il nuovo namespace di mount abbia una visione accurata e isolata delle informazioni sui processi specifiche per quel namespace.

Errore: bash: fork: Impossibile allocare memoria

Quando unshare viene eseguito senza l'opzione -f, si incontra un errore a causa del modo in cui Linux gestisce i nuovi namespace PID (Process ID). I dettagli chiave e la soluzione sono delineati di seguito:

  1. Spiegazione del problema:
  • Il kernel Linux consente a un processo di creare nuovi namespace utilizzando la chiamata di sistema unshare. Tuttavia, il processo che avvia la creazione di un nuovo namespace PID (denominato processo "unshare") non entra nel nuovo namespace; solo i suoi processi figli lo fanno.
  • Eseguire %unshare -p /bin/bash% avvia /bin/bash nello stesso processo di unshare. Di conseguenza, /bin/bash e i suoi processi figli si trovano nel namespace PID originale.
  • Il primo processo figlio di /bin/bash nel nuovo namespace diventa PID 1. Quando questo processo termina, attiva la pulizia del namespace se non ci sono altri processi, poiché PID 1 ha il ruolo speciale di adottare processi orfani. Il kernel Linux disabiliterà quindi l'allocazione PID in quel namespace.
  1. Conseguenza:
  • L'uscita di PID 1 in un nuovo namespace porta alla pulizia del flag PIDNS_HASH_ADDING. Questo provoca il fallimento della funzione alloc_pid nell'allocare un nuovo PID durante la creazione di un nuovo processo, producendo l'errore "Impossibile allocare memoria".
  1. Soluzione:
  • Il problema può essere risolto utilizzando l'opzione -f con unshare. Questa opzione fa sì che unshare fork un nuovo processo dopo aver creato il nuovo namespace PID.
  • Eseguire %unshare -fp /bin/bash% garantisce che il comando unshare stesso diventi PID 1 nel nuovo namespace. /bin/bash e i suoi processi figli sono quindi contenuti in modo sicuro all'interno di questo nuovo namespace, prevenendo l'uscita prematura di PID 1 e consentendo l'allocazione normale dei PID.

Assicurandoti che unshare venga eseguito con il flag -f, il nuovo namespace PID viene mantenuto correttamente, consentendo a /bin/bash e ai suoi subprocessi di operare senza incontrare l'errore di allocazione della memoria.

Docker

bash
docker run -ti --name ubuntu1 -v /usr:/ubuntu1 ubuntu bash

Controlla in quale namespace si trova il tuo processo

bash
ls -l /proc/self/ns/ipc
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 20:37 /proc/self/ns/ipc -> 'ipc:[4026531839]'

Trova tutti gli IPC namespace

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

Entra in un namespace IPC

bash
nsenter -i TARGET_PID --pid /bin/bash

Inoltre, puoi entrare in un altro namespace di processo solo se sei root. E non puoi entrare in un altro namespace senza un descrittore che punti ad esso (come /proc/self/ns/net).

Crea oggetto IPC

bash
# Container
sudo unshare -i /bin/bash
ipcmk -M 100
Shared memory id: 0
ipcs -m

------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status
0x2fba9021 0          root       644        100        0

# From the host
ipcs -m # Nothing is seen

Riferimenti

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