NetworkNamespaces

Материал из noname.com.ua
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Network NameSpaces

Network NameSpaces это способ виртуализации сетевого стека в Linux

В пределах одной физической ноды можно получить:

  • отдельную таблицу маршрутизации
  • отдельную arp-таблицу
  • iptables
  • виртуальные устройства или реальные со своими шейперами.

Простой пример

Вот простой роутрер (ноут), один линк через WiFi 

ip link show

ip link show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN qlen 1000
    link/ether 00:1d:72:d2:2e:41 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
    link/ether 00:21:5d:40:2d:7a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: lxcbr0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/ether 5a:c4:11:2e:48:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

(lxcbr0) - бридж для LXC, никак не мешает. Проверить наличие неймспейсов: 

ip netns show

... ничего нет.
Добавляем 2 неймспейса 

ip netns add R0
ip netns add R1

Проверяем: 

ip netns list 
R1
R0

Добавляем 2 виртуальных линка (veth == virtual eth) 

ip link add name ve0a type veth peer name ve0b
ip link add name ve1a type veth peer name ve1b

ip link show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN qlen 1000
    link/ether 00:1d:72:d2:2e:41 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
    link/ether 00:21:5d:40:2d:7a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: lxcbr0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/ether 5a:c4:11:2e:48:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
20: ve0b: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 2e:0c:69:1a:43:d1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
21: ve0a: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether b2:21:f3:95:e3:f6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
22: ve1b: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 16:a4:78:2e:1f:56 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
23: ve1a: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 2a:62:f9:4f:c1:6c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

Добавилось 4 виртуальных интерфейса или они же 2 виртуальных линка
Далее переносим виртуальные езернеты с индексом b внутрь name spaces 

ip link set dev ve0b netns R0
ip link set dev ve1b netns R1

Как можно видеть ниже - интерфейсы перестали быть видны: 

ip link show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN qlen 1000
    link/ether 00:1d:72:d2:2e:41 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
    link/ether 00:21:5d:40:2d:7a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: lxcbr0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/ether 5a:c4:11:2e:48:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
21: ve0a: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether b2:21:f3:95:e3:f6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
23: ve1a: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 2a:62:f9:4f:c1:6c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

Для того что бы вызвать комманду из какого-либо неймспейса следует использовать минтаксис ip netns exec ... 

ip netns exec R0  ip link show
18: lo: <LOOPBACK> mtu 16436 qdisc noop state DOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
20: ve0b: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 2e:0c:69:1a:43:d1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

ip netns exec R1  ip link show
19: lo: <LOOPBACK> mtu 16436 qdisc noop state DOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
22: ve1b: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 16:a4:78:2e:1f:56 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

Добавить адреса внутрь неймспейсов. 

ip netns exec R0  ip addr add 172.19.0.1/24 dev ve0b
ip netns exec R1  ip addr add 172.20.0.1/24 dev ve1b

"включить" линки. Не забываем про lo 

ip netns exec R0  ip link set up dev ve0b
ip netns exec R0  ip link set up dev lo
ip netns exec R1  ip link set up dev ve1b
ip netns exec R1  ip link set up dev lo

ip netns exec R0 ifconfig 
ip netns exec R1 ifconfig

Добавить адреса на основную систему 

ip addr add 172.19.0.2/24 dev ve0a
ip addr add 172.20.0.2/24 dev ve1a
ip link set up dev ve0a
ip link set up dev ve1a

ip netns exec R0 ip route add 0.0.0.0/0 via  172.19.0.2
ip netns exec R1 ip route add 0.0.0.0/0 via  172.20.0.2

ip netns exec R0 mtr 172.20.0.1

Немного магии

А теперь попробуем создать тестовый стенд - 100 (сто!) роутреров, включенных один за одним.
Конечно, не руками.

Скрипт для создания

#!/bin/bash


I=0

echo "Virtual Router: " $I
VR_IP="172.31."${I}".1"
HOST_IP="172.31."${I}".1"
ip netns add ROUTER_${I}
#ip link add name virt_eth0 type veth peer name virt_eth99
ip link add name virt_eth99 type veth peer name virt_eth98
ip link set dev virt_eth99 netns ROUTER_${I}
ip addr add 172.31.0.2/24 dev  virt_eth98
ip link set up dev virt_eth98
ip ro add 172.31.0.0/16 via 172.31.0.1

ip netns exec ROUTER_$I ip addr add 172.31.0.1/24 dev  virt_eth99
ip netns exec ROUTER_$I ip link set up dev virt_eth99
ip netns exec ROUTER_$I ip route add 0.0.0.0/0 via 172.31.0.2
ip netns exec ROUTER_${I} ip link set up dev lo

ip netns exec ROUTER_${I} sysctl net.ipv4.icmp_ratelimit=10000000000
ip netns exec ROUTER_${I} sysctl net.ipv4.icmp_ratemask=0


for I in `seq 1 100`
do

    echo "Virtual Router: " $I
    VR_IP="172.31."${I}".1"
    VR_GW="172.31."${I}".2"


    ip netns add ROUTER_${I}

    ip link add name virt_eth0 type veth peer name virt_eth1

    ip link show
    ip link set dev virt_eth0 netns ROUTER_${I}
    ip link show dev virt_eth1
    ip link set dev virt_eth1 netns ROUTER_$[$I-1]

    ip netns exec ROUTER_${I}     ip addr add ${VR_IP}/24 dev virt_eth0
    ip netns exec ROUTER_$[$I-1]  ip addr add ${VR_GW}/24 dev virt_eth1

    ip netns exec ROUTER_$[$I] ip link set up dev lo

    ip netns exec ROUTER_$[$I-1]  ip link set up dev virt_eth1
    ip netns exec ROUTER_$I       ip link set up dev virt_eth0

    ip netns exec ROUTER_${I} sysctl net.ipv4.icmp_ratelimit=10000000000
    ip netns exec ROUTER_${I} sysctl net.ipv4.icmp_ratemask=0

done

Обратить внимание на 

ip netns exec ROUTER_${I} sysctl net.ipv4.icmp_ratelimit=10000000000
ip netns exec ROUTER_${I} sysctl net.ipv4.icmp_ratemask=0

Иначе лимит на число ответов ICMP не дас увидеть маршрут

Маршрутизация

Т.к. мне лениво прописывать маршруты в каждом неймспейсе то поднимаю 100 экземпляров BGPd для того что бы обеспечить обмен маршрутами автоматически.
У quagga есть проблема с подняием многих экземпляров процессов т.к. сокет для взаимодействия между процессами задается на стадии компиляции. Потому пришлось сделать chroot что бы не собирать 100 экземпляров bgpd.

О том как именно помещать процессы в chroot думаю рассказывать не надо - это достаточно очевиднои этим методом пользуются уже много лет. Отличие только в том что сейчас у каждого процесса не только своя файловая система но и своя сетевая подсистема. 

#!/bin/bash


for I in `seq 1 100`
do
    CHROOT_DIR="/etc/quagga/bgpd"${I}
    FILE="${CHROOT_DIR}/etc/quagga/bgpd"${I}".conf"
    echo $FILE
    echo "hostname bgpd" > $FILE
    echo "password zebra" >>$FILE
    echo "enable password zebra" >>$FILE
    echo "!" >>$FILE
    echo "!" >>$FILE
    echo "router bgp 10${I}" >>$FILE
    echo "    bgp router-id 172.31.${I}.1" >>$FILE
    echo "    network 172.31.$I.0/24" >>$FILE
    echo "    network 172.31.$[$I+1].0/24" >>$FILE
    echo "    neighbor 172.31.$[$I].2 remote-as 10$[$I-1]" >>$FILE
    echo "    neighbor 172.31.$[$I+1].1 remote-as 10$[$I+1]" >>$FILE
    echo "    neighbor 172.31.$[$I].2 next-hop-self" >>$FILE
    echo "    neighbor 172.31.$[$I+1].1 next-hop-self" >>$FILE
    echo "!" >>$FILE
    echo "log stdout" >>$FILE
    chown quagga:quagga ${FILE}
done

for I in `seq 0 100`
do
    CHROOT_DIR="/etc/quagga/bgpd"${I}
    umount ${CHROOT_DIR}/proc
    mount proc -t proc ${CHROOT_DIR}/proc/

    chown quagga:quagga ${CHROOT_DIR}/var/run/quagga/ -Rc
    chown quagga:quagga ${CHROOT_DIR}/etc/quagga/ -Rc
    echo ip netns exec ROUTER_${I}  /usr/sbin/chroot /etc/quagga/bgpd${I} /usr/lib/quagga/zebra -f /etc/quagga/zebra.conf	--pid_file /var/run/quagga/zebra${I}.pid	-d
    ip netns exec ROUTER_${I}  /usr/sbin/chroot /etc/quagga/bgpd${I} /usr/lib/quagga/zebra -f /etc/quagga/zebra.conf	--pid_file /var/run/quagga/zebra${I}.pid &
    sleep 1
    echo ip netns exec ROUTER_${I}  /usr/sbin/chroot /etc/quagga/bgpd${I} /usr/lib/quagga/bgpd -f /etc/quagga/bgpd${I}.conf	--pid_file /var/run/quagga/bgpd${I}.pid
    ip netns exec ROUTER_${I}  /usr/sbin/chroot /etc/quagga/bgpd${I} /usr/lib/quagga/bgpd -f /etc/quagga/bgpd${I}.conf	--pid_file /var/run/quagga/bgpd${I}.pid	&

done

Связанные темы

http://wiki.sirmax.noname.com.ua/index.php/LXC

Ссылки

Источник — https://noname.com.ua/mediawiki/index.php?title=NetworkNamespaces&oldid=6470