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Namespace IPC

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Informações Básicas

Um namespace IPC (Inter-Process Communication) é um recurso do kernel Linux que fornece isolamento de objetos IPC do System V, como filas de mensagens, segmentos de memória compartilhada e semáforos. Este isolamento garante que processos em diferentes namespaces IPC não possam acessar ou modificar diretamente os objetos IPC uns dos outros, fornecendo uma camada adicional de segurança e privacidade entre grupos de processos.

Como funciona:

  1. Quando um novo namespace IPC é criado, ele começa com um conjunto completamente isolado de objetos IPC do System V. Isso significa que processos em execução no novo namespace IPC não podem acessar ou interferir nos objetos IPC em outros namespaces ou no sistema host por padrão.
  2. Objetos IPC criados dentro de um namespace são visíveis e acessíveis apenas a processos dentro desse namespace. Cada objeto IPC é identificado por uma chave única dentro do seu namespace. Embora a chave possa ser idêntica em diferentes namespaces, os objetos em si são isolados e não podem ser acessados entre namespaces.
  3. Processos podem se mover entre namespaces usando a chamada de sistema setns() ou criar novos namespaces usando as chamadas de sistema unshare() ou clone() com a flag CLONE_NEWIPC. Quando um processo se move para um novo namespace ou cria um, ele começará a usar os objetos IPC associados a esse namespace.

Laboratório:

Criar diferentes Namespaces

CLI

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

Ao montar uma nova instância do sistema de arquivos /proc usando o parâmetro --mount-proc, você garante que o novo namespace de montagem tenha uma visão precisa e isolada das informações de processo específicas daquele namespace.

Erro: bash: fork: Não é possível alocar memória

Se você executar a linha anterior sem -f, você receberá esse erro.
O erro é causado pelo processo PID 1 sair no novo namespace.

Depois que o bash começa a ser executado, ele bifurca vários novos sub-processos para fazer algumas coisas. Se você executar o unshare sem -f, o bash terá o mesmo pid que o processo "unshare" atual. O processo "unshare" atual chama o sistema de chamada unshare, cria um novo namespace de pid, mas o processo "unshare" atual não está no novo namespace de pid. É o comportamento desejado do kernel do Linux: o processo A cria um novo namespace, o próprio processo A não será colocado no novo namespace, apenas os sub-processos do processo A serão colocados no novo namespace. Então, quando você executa:

unshare -p /bin/bash

O processo unshare executará /bin/bash, e /bin/bash criará vários sub-processos. O primeiro sub-processo do bash se tornará o PID 1 do novo namespace e o subprocesso sairá após concluir seu trabalho. Portanto, o PID 1 do novo namespace será encerrado.

O processo PID 1 tem uma função especial: ele deve se tornar o processo pai de todos os processos órfãos. Se o processo PID 1 no namespace raiz for encerrado, o kernel entrará em pânico. Se o processo PID 1 em um sub-namespace for encerrado, o kernel Linux chamará a função disable_pid_allocation, que limpará a flag PIDNS_HASH_ADDING nesse namespace. Quando o kernel Linux cria um novo processo, ele chama a função alloc_pid para alocar um PID em um namespace e, se a flag PIDNS_HASH_ADDING não estiver definida, a função alloc_pid retornará um erro -ENOMEM. É por isso que você recebeu o erro "Cannot allocate memory".

Você pode resolver esse problema usando a opção '-f':

unshare -fp /bin/bash

Se você executar o comando unshare com a opção '-f', o unshare irá criar um novo processo após criar o novo namespace pid. E executará o /bin/bash no novo processo. O novo processo será o pid 1 do novo namespace pid. Então, o bash também irá criar vários sub-processos para realizar algumas tarefas. Como o próprio bash é o pid 1 do novo namespace pid, seus sub-processos podem ser encerrados sem nenhum problema.

Traduzido de https://stackoverflow.com/questions/44666700/unshare-pid-bin-bash-fork-cannot-allocate-memory

Docker

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

Verifique em qual namespace está o seu processo

Para verificar em qual namespace está o seu processo, execute o seguinte comando:

ls -l /proc/$$/ns/

Onde $$ é o PID do seu processo.

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

Encontre todos os namespaces IPC

{% code overflow="wrap" %}

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>

Entrando em um namespace IPC

{% endcode %}

nsenter -i TARGET_PID --pid /bin/bash

Criar objeto IPC

Para criar um objeto IPC em um novo namespace IPC, você precisa criar um novo processo em um novo namespace IPC e, em seguida, criar o objeto IPC dentro desse namespace. Para fazer isso, você pode usar a ferramenta ipcmk ou criar o objeto IPC manualmente usando as chamadas de sistema shmget, msgget ou semget.

# 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
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