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UTS Namespace

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Informations de base

Un espace de noms UTS (UNIX Time-Sharing System) est une fonctionnalité du noyau Linux qui fournit l'isolation de deux identifiants système : le nom d'hôte et le domaine NIS (Network Information Service). Cette isolation permet à chaque espace de noms UTS d'avoir son propre nom d'hôte et domaine NIS indépendants, ce qui est particulièrement utile dans des scénarios de conteneurisation où chaque conteneur doit apparaître comme un système séparé avec son propre nom d'hôte.

Comment cela fonctionne :

  1. Lorsqu'un nouvel espace de noms UTS est créé, il démarre avec une copie du nom d'hôte et du domaine NIS de son espace de noms parent. Cela signifie qu'à la création, le nouvel espace de noms partage les mêmes identifiants que son parent. Cependant, toute modification ultérieure du nom d'hôte ou du domaine NIS dans l'espace de noms n'affectera pas les autres espaces de noms.

  2. Les processus au sein d'un espace de noms UTS peuvent changer le nom d'hôte et le domaine NIS en utilisant les appels système sethostname() et setdomainname(), respectivement. Ces modifications sont locales à l'espace de noms et n'affectent pas les autres espaces de noms ou le système hôte.

  3. Les processus peuvent se déplacer entre les espaces de noms en utilisant l'appel système setns() ou créer de nouveaux espaces de noms en utilisant les appels système unshare() ou clone() avec le drapeau CLONE_NEWUTS. Lorsqu'un processus se déplace vers un nouvel espace de noms ou en crée un, il commencera à utiliser le nom d'hôte et le domaine NIS associés à cet espace de noms.

Laboratoire :

Créer différents espaces de noms

CLI

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

En montant une nouvelle instance du système de fichiers /proc en utilisant le paramètre --mount-proc, vous vous assurez que le nouveau namespace de montage a une vue précise et isolée des informations de processus spécifiques à ce namespace.

Erreur : bash: fork: Impossible d'allouer de la mémoire

Lorsque unshare est exécuté sans l'option -f, une erreur est rencontrée en raison de la manière dont Linux gère les nouveaux espaces de noms PID (Process ID). Les détails clés et la solution sont décrits ci-dessous :

  1. Explication du Problème :

  • Le noyau Linux permet à un processus de créer de nouveaux espaces de noms en utilisant l'appel système unshare. Cependant, le processus qui initie la création d'un nouveau namespace PID (appelé processus "unshare") n'entre pas dans le nouveau namespace ; seuls ses processus enfants le font.

  • L'exécution de %unshare -p /bin/bash% démarre /bin/bash dans le même processus que unshare. Par conséquent, /bin/bash et ses processus enfants se trouvent dans le namespace PID d'origine.

  • Le premier processus enfant de /bin/bash dans le nouveau namespace devient le PID 1. Lorsque ce processus se termine, il déclenche le nettoyage du namespace s'il n'y a pas d'autres processus, car le PID 1 a le rôle spécial d'adopter les processus orphelins. Le noyau Linux désactive alors l'allocation de PID dans ce namespace.

  1. Conséquence :

  • La sortie du PID 1 dans un nouveau namespace entraîne le nettoyage du drapeau PIDNS_HASH_ADDING. Cela entraîne l'échec de la fonction alloc_pid pour allouer un nouveau PID lors de la création d'un nouveau processus, produisant l'erreur "Impossible d'allouer de la mémoire".

  1. Solution :

  • Le problème peut être résolu en utilisant l'option -f avec unshare. Cette option fait en sorte que unshare fork un nouveau processus après la création du nouveau namespace PID.

  • L'exécution de %unshare -fp /bin/bash% garantit que la commande unshare elle-même devient le PID 1 dans le nouveau namespace. /bin/bash et ses processus enfants sont alors en sécurité dans ce nouveau namespace, empêchant la sortie prématurée du PID 1 et permettant une allocation normale des PID.

En veillant à ce que unshare s'exécute avec le drapeau -f, le nouveau namespace PID est correctement maintenu, permettant à /bin/bash et à ses sous-processus de fonctionner sans rencontrer l'erreur d'allocation de mémoire.

Docker

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

Vérifier dans quel espace de noms se trouve votre processus

ls -l /proc/self/ns/uts
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr  4 20:49 /proc/self/ns/uts -> 'uts:[4026531838]'

Trouver tous les espaces de noms UTS

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>

Entrer dans un espace de noms UTS

nsenter -u TARGET_PID --pid /bin/bash

De plus, vous ne pouvez entrer dans un autre espace de processus que si vous êtes root. Et vous ne pouvez pas entrer dans un autre espace sans un descripteur pointant vers celui-ci (comme /proc/self/ns/uts).

Changer le nom d'hôte

unshare -u /bin/bash
hostname newhostname # Hostname won't be changed inside the host UTS ns

Références

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