IPC Namespace

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Información Básica

Un namespace IPC (Comunicación entre Procesos) es una característica del núcleo de Linux que proporciona aislamiento de objetos IPC de System V, como colas de mensajes, segmentos de memoria compartida y semáforos. Este aislamiento asegura que los procesos en diferentes namespaces IPC no pueden acceder ni modificar directamente los objetos IPC de otros, proporcionando una capa adicional de seguridad y privacidad entre grupos de procesos.

Cómo funciona:

1. Cuando se crea un nuevo namespace IPC, comienza con un conjunto completamente aislado de objetos IPC de System V. Esto significa que los procesos que se ejecutan en el nuevo namespace IPC no pueden acceder ni interferir con los objetos IPC en otros namespaces o en el sistema host por defecto.

2. Los objetos IPC creados dentro de un namespace son visibles y accesibles solo para los procesos dentro de ese namespace. Cada objeto IPC se identifica por una clave única dentro de su namespace. Aunque la clave puede ser idéntica en diferentes namespaces, los objetos en sí están aislados y no pueden ser accedidos entre namespaces.

3. Los procesos pueden moverse entre namespaces utilizando la llamada al sistema setns() o crear nuevos namespaces utilizando las llamadas al sistema unshare() o clone() con la bandera CLONE_NEWIPC. Cuando un proceso se mueve a un nuevo namespace o crea uno, comenzará a usar los objetos IPC asociados con ese namespace.

Laboratorio:

Crear diferentes Namespaces

CLI

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

Al montar una nueva instancia del sistema de archivos /proc si usas el parámetro --mount-proc, aseguras que el nuevo espacio de montaje tenga una vista precisa y aislada de la información del proceso específica para ese espacio de nombres.

Error: bash: fork: Cannot allocate memory

Cuando se ejecuta unshare sin la opción -f, se encuentra un error debido a la forma en que Linux maneja los nuevos espacios de nombres de PID (ID de Proceso). Los detalles clave y la solución se describen a continuación:

1. Explicación del Problema:

• El núcleo de Linux permite a un proceso crear nuevos espacios de nombres utilizando la llamada al sistema unshare. Sin embargo, el proceso que inicia la creación de un nuevo espacio de nombres de PID (denominado "proceso unshare") no entra en el nuevo espacio de nombres; solo lo hacen sus procesos hijos.

• Ejecutar %unshare -p /bin/bash% inicia /bin/bash en el mismo proceso que unshare. En consecuencia, /bin/bash y sus procesos hijos están en el espacio de nombres de PID original.

• El primer proceso hijo de /bin/bash en el nuevo espacio de nombres se convierte en PID 1. Cuando este proceso sale, desencadena la limpieza del espacio de nombres si no hay otros procesos, ya que PID 1 tiene el papel especial de adoptar procesos huérfanos. El núcleo de Linux deshabilitará entonces la asignación de PID en ese espacio de nombres.

2. Consecuencia:

• La salida de PID 1 en un nuevo espacio de nombres conduce a la limpieza de la bandera PIDNS_HASH_ADDING. Esto resulta en que la función alloc_pid falla al intentar asignar un nuevo PID al crear un nuevo proceso, produciendo el error "Cannot allocate memory".

3. Solución:

• El problema se puede resolver utilizando la opción -f con unshare. Esta opción hace que unshare cree un nuevo proceso después de crear el nuevo espacio de nombres de PID.

• Ejecutar %unshare -fp /bin/bash% asegura que el comando unshare se convierta en PID 1 en el nuevo espacio de nombres. /bin/bash y sus procesos hijos están entonces contenidos de manera segura dentro de este nuevo espacio de nombres, previniendo la salida prematura de PID 1 y permitiendo la asignación normal de PID.

Al asegurarte de que unshare se ejecute con la bandera -f, el nuevo espacio de nombres de PID se mantiene correctamente, permitiendo que /bin/bash y sus subprocesos operen sin encontrar el error de asignación de memoria.

Docker

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

Verifica en qué namespace está tu proceso

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

Encuentra todos los namespaces IPC

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>

Entrar dentro de un namespace IPC

nsenter -i TARGET_PID --pid /bin/bash

También, solo puedes entrar en otro espacio de procesos si eres root. Y no puedes entrar en otro espacio sin un descriptor que apunte a él (como /proc/self/ns/net).

Crear objeto IPC

# 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

Referencias

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

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