CGroup Namespace

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Basic Information

cgroup 네임스페이스는 네임스페이스 내에서 실행되는 프로세스에 대한 cgroup 계층의 격리를 제공하는 리눅스 커널 기능입니다. cgroups는 제어 그룹의 약자로, CPU, 메모리 및 I/O와 같은 **시스템 리소스에 대한 제한을 관리하고 시행하기 위해 프로세스를 계층적 그룹으로 조직할 수 있게 해주는 커널 기능입니다.

cgroup 네임스페이스는 우리가 앞서 논의한 다른 네임스페이스 유형(PID, mount, network 등)과는 별개의 네임스페이스 유형이 아니지만, 네임스페이스 격리 개념과 관련이 있습니다. cgroup 네임스페이스는 cgroup 계층의 뷰를 가상화하여, cgroup 네임스페이스 내에서 실행되는 프로세스가 호스트 또는 다른 네임스페이스에서 실행되는 프로세스와 비교하여 계층의 다른 뷰를 가지게 됩니다.

How it works:

1. 새로운 cgroup 네임스페이스가 생성되면, 생성 프로세스의 cgroup을 기반으로 한 cgroup 계층의 뷰로 시작합니다. 이는 새로운 cgroup 네임스페이스 내에서 실행되는 프로세스가 전체 cgroup 계층의 하위 집합만 볼 수 있음을 의미하며, 이는 생성 프로세스의 cgroup에 뿌리를 둔 cgroup 서브트리로 제한됩니다.

2. cgroup 네임스페이스 내의 프로세스는 자신의 cgroup을 계층의 루트로 봅니다. 이는 네임스페이스 내의 프로세스 관점에서 자신의 cgroup이 루트처럼 보이며, 자신의 서브트리 외부의 cgroup을 볼 수 없거나 접근할 수 없음을 의미합니다.

3. cgroup 네임스페이스는 리소스의 격리를 직접 제공하지 않습니다; 그들은 단지 cgroup 계층 뷰의 격리만 제공합니다. 리소스 제어 및 격리는 여전히 cgroup 서브시스템(예: cpu, memory 등) 자체에 의해 시행됩니다.

CGroups에 대한 더 많은 정보는 다음을 확인하세요:

CGroups

Lab:

Create different Namespaces

CLI

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

/proc 파일 시스템의 새 인스턴스를 마운트하면 --mount-proc 매개변수를 사용하여 새 마운트 네임스페이스가 해당 네임스페이스에 특정한 프로세스 정보에 대한 정확하고 격리된 뷰를 갖도록 보장합니다.

오류: bash: fork: 메모리를 할당할 수 없습니다

unshare가 -f 옵션 없이 실행될 때, Linux가 새로운 PID(프로세스 ID) 네임스페이스를 처리하는 방식 때문에 오류가 발생합니다. 주요 세부 사항과 해결책은 아래에 설명되어 있습니다:

1. 문제 설명:

• Linux 커널은 프로세스가 unshare 시스템 호출을 사용하여 새로운 네임스페이스를 생성할 수 있도록 허용합니다. 그러나 새로운 PID 네임스페이스를 생성하는 프로세스(이를 "unshare" 프로세스라고 함)는 새로운 네임스페이스에 들어가지 않으며, 오직 그 자식 프로세스만 들어갑니다.

• %unshare -p /bin/bash%를 실행하면 /bin/bash가 unshare와 동일한 프로세스에서 시작됩니다. 결과적으로 /bin/bash와 그 자식 프로세스는 원래 PID 네임스페이스에 있습니다.

• 새로운 네임스페이스에서 /bin/bash의 첫 번째 자식 프로세스는 PID 1이 됩니다. 이 프로세스가 종료되면, 다른 프로세스가 없을 경우 네임스페이스의 정리가 트리거됩니다. PID 1은 고아 프로세스를 입양하는 특별한 역할을 가지고 있습니다. 그러면 Linux 커널은 해당 네임스페이스에서 PID 할당을 비활성화합니다.

1. 결과:

• 새로운 네임스페이스에서 PID 1의 종료는 PIDNS_HASH_ADDING 플래그의 정리를 초래합니다. 이로 인해 새로운 프로세스를 생성할 때 alloc_pid 함수가 새로운 PID를 할당하는 데 실패하여 "메모리를 할당할 수 없습니다" 오류가 발생합니다.

1. 해결책:

• 이 문제는 unshare와 함께 -f 옵션을 사용하여 해결할 수 있습니다. 이 옵션은 unshare가 새로운 PID 네임스페이스를 생성한 후 새로운 프로세스를 포크하도록 만듭니다.

• %unshare -fp /bin/bash%를 실행하면 unshare 명령 자체가 새로운 네임스페이스에서 PID 1이 됩니다. /bin/bash와 그 자식 프로세스는 이 새로운 네임스페이스 내에서 안전하게 포함되어 PID 1의 조기 종료를 방지하고 정상적인 PID 할당을 허용합니다.

unshare가 -f 플래그와 함께 실행되도록 보장함으로써 새로운 PID 네임스페이스가 올바르게 유지되며, /bin/bash와 그 하위 프로세스가 메모리 할당 오류 없이 작동할 수 있습니다.

Docker

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

프로세스가 어떤 네임스페이스에 있는지 확인하기

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

모든 CGroup 네임스페이스 찾기

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>

CGroup 네임스페이스 안으로 들어가기

nsenter -C TARGET_PID --pid /bin/bash

또한, 루트일 경우에만 다른 프로세스 네임스페이스에 들어갈 수 있습니다. 그리고 디스크립터가 없으면 다른 네임스페이스에 들어갈 수 없습니다(예: /proc/self/ns/cgroup).

References

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

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