UTS Namespace

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Informazioni di base

Un namespace UTS (UNIX Time-Sharing System) è una funzionalità del kernel Linux che fornisce isolamento di due identificatori di sistema: il nome host e il nome di dominio NIS (Network Information Service). Questo isolamento consente a ciascun namespace UTS di avere il proprio nome host e nome di dominio NIS indipendenti, il che è particolarmente utile negli scenari di containerizzazione in cui ogni container dovrebbe apparire come un sistema separato con il proprio nome host.

Come funziona:

  1. Quando viene creato un nuovo namespace UTS, inizia con una copia del nome host e del nome di dominio NIS dal suo namespace genitore. Ciò significa che, al momento della creazione, il nuovo namespace condivide gli stessi identificatori del suo genitore. Tuttavia, eventuali modifiche successive al nome host o al nome di dominio NIS all'interno del namespace non influenzeranno altri namespace.
  2. I processi all'interno di un namespace UTS possono cambiare il nome host e il nome di dominio NIS utilizzando le chiamate di sistema sethostname() e setdomainname(), rispettivamente. Queste modifiche sono locali al namespace e non influenzano altri namespace o il sistema host.
  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_NEWUTS. Quando un processo si sposta in un nuovo namespace o ne crea uno, inizierà a utilizzare il nome host e il nome di dominio NIS associati a quel namespace.

Laboratorio:

Crea diversi Namespace

CLI

bash
sudo unshare -u [--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 verifica 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/uts
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 20:49 /proc/self/ns/uts -> 'uts:[4026531838]'

Trova tutti i namespace UTS

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

Entra all'interno di un namespace UTS

bash
nsenter -u TARGET_PID --pid /bin/bash

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