CGroup Namespace

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Basic Information

Un namespace cgroup è una funzionalità del kernel Linux che fornisce isolamento delle gerarchie cgroup per i processi in esecuzione all'interno di un namespace. I cgroups, abbreviazione di control groups, sono una funzionalità del kernel che consente di organizzare i processi in gruppi gerarchici per gestire e applicare limiti sulle risorse di sistema come CPU, memoria e I/O.

Sebbene i namespace cgroup non siano un tipo di namespace separato come gli altri di cui abbiamo discusso in precedenza (PID, mount, network, ecc.), sono correlati al concetto di isolamento dei namespace. I namespace cgroup virtualizzano la vista della gerarchia cgroup, in modo che i processi in esecuzione all'interno di un namespace cgroup abbiano una vista diversa della gerarchia rispetto ai processi in esecuzione nell'host o in altri namespace.

How it works:

1. Quando viene creato un nuovo namespace cgroup, inizia con una vista della gerarchia cgroup basata sul cgroup del processo creatore. Ciò significa che i processi in esecuzione nel nuovo namespace cgroup vedranno solo un sottoinsieme dell'intera gerarchia cgroup, limitato al sottoalbero cgroup radicato nel cgroup del processo creatore.

2. I processi all'interno di un namespace cgroup vedranno il proprio cgroup come la radice della gerarchia. Ciò significa che, dalla prospettiva dei processi all'interno del namespace, il proprio cgroup appare come la radice e non possono vedere o accedere ai cgroup al di fuori del proprio sottoalbero.

3. I namespace cgroup non forniscono direttamente isolamento delle risorse; forniscono solo isolamento della vista della gerarchia cgroup. Il controllo e l'isolamento delle risorse sono ancora applicati dai sottosistemi cgroup (ad es., cpu, memoria, ecc.) stessi.

For more information about CGroups check:

CGroups

Lab:

Create different Namespaces

CLI

sudo unshare -C [--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.

• Eseguendo %unshare -p /bin/bash% si 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.

• Eseguendo %unshare -fp /bin/bash% si 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

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

Controlla in quale namespace si trova il tuo processo

ls -l /proc/self/ns/cgroup
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 21:19 /proc/self/ns/cgroup -> 'cgroup:[4026531835]'

Trova tutti i namespace CGroup

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

Entra all'interno di un namespace CGroup

nsenter -C TARGET_PID --pid /bin/bash

Also, you can only entrare in un altro namespace di processo se sei root. And you cannot enter in other namespace without a descriptor pointing to it (like /proc/self/ns/cgroup).

References

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

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