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Network Namespace

리눅스 시스템에서 네트워크는 단지 하나만(single)존재하는 글로벌 자원이다. 네트워크 인터페이스, 라우팅테이블 등은 하나만 있으며 모든 계정이 이 자원을 공유해서 사용한다. 만약 누군가(보통 루트계정) 네트워크 정보를 변경하면, 시스템 전체에 영향이 미친다.

네트워크 네임스페이스를 이용하면, 격리된 네트워크 환경을 구축할 수 있다.

테스트 환경

네트워크 네임스페이스 만들기

ip 명령은 네트워크 인터페이스, 라우팅, 터널을 관리하기 위한 범용 네트워크 도구다. ip 명령을 이용해서 네임스페이스를 관리할 수 있다. add 명령을 이용해서 blue이름의 네임스페이스를 만들었다.
# ip netns add blue

list 명령으로 네임스페이스 목록을 확인할 수 있다.
# ip netns list blue

각 네임스페이스는 독립적인 네트워크 인터페이스, 라우팅테이블, 방호벽정책(iptables)를 가질 수 있다.

네트워크 네임스페이스에 인터페이스 할당

이렇게 만든 네임스페이스는 말그대로 "이름 공간"으로, 지금은 텅비어 있다. 여기에 인터페이스를 추가하고 네트워크를 설정해서 다른 네임스페이스와 통신하도록 해야 한다. blue에는 물리적인 인터페이스가 없는데, 어떻게 물리적인 통신이 가능할지를 중점적으로 살펴보면 되겠다.

네트워크 네임스페이스에는 단지 virtual Ethernet(veth)만 할당할 수 있다. 가상 이더넷은 독특한 성질을 가지고 있는데, 이들은 마치 튜브와 같이 항상 쌍(pairs)으로 만들어진다. 한쪽에서 입력된 데이터는 다른쪽에서 수신할 수 있다. 반대로 다른 한쪽에서 입력한 데이터의 수신도 가능하다. 일종의 양방향 파이프인 셈이다.

그러므로 쌍으로 만들어진 veth의 한쪽은 네임스페이스에 두고, 다른 한쪽을 다른 네임스페이스에 두는 것으로 네임스페이스간에 통신이 가능하다. 혹은 다른 한쪽을 물리적인 네트워크 인터페이스가 있는 공간에 두면, 물리적인 통신도 가능할 것이다.

veth 쌍을 만들자.
# ip link add veth0 type veth peer name veth1
link 명령으로 추가된 veth 쌍을 확인할 수 있다.
# ip link list
....
3: veth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether fa:c2:99:1c:a7:ac brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: veth0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether ae:91:2a:45:dc:b3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
이들 veth 인터페이스는 글로벌 공간에 있다. veth1을 blue 네임 스페이스에 추가하자.
# ip link set veth1 netns blue
다시 ip link list를 실행해보면, 목록에서 veth1을 찾을 수 없을 것이다. 글로벌 공간에서 blue 공간으로 이동했기 때문이다. blue 공간에서 확인해 보자.
# ip netns exec blue ip link list
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
3: veth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether fa:c2:99:1c:a7:ac brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
실행 결과 루프백과 veth1 인터페이스를 확인할 수 있을 것이다.

네트워크 네임스페이스에 있는 인터페이스 설정

blue 네임스페이스의 veth1는 DOWN상태로 아직 네트워크 설정이 되지 않았다. ip netns exec로 네트워크를 설정하자.
# ip netns exec blue ifconfig veth1 10.1.1.1/24 up
ifconfig를 이용해서 네트워크를 설정했다. (ip addr, ip route, ip link 등을 이용해서 설정할 수도 있다.) 네트워크 정보를 확인해 보자.
# ip netns exec blue ifconfig
veth1     Link encap:Ethernet  HWaddr fa:c2:99:1c:a7:ac  
          inet addr:10.1.1.1  Bcast:10.1.1.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
이 설정은 blue 네임스페이스에 격리된 정보이기 때문에 글로벌 영역에서는 보이지 않는다. 따라서 글로벌 영역과의 통신도 할 수 없는데, ping 10.1.1.1을 하면 도달하지 않는 걸 확인할 수 있을 것이다.

글로벌 영역과의 연결은 veth1의 쌍인 (글로벌 영역에 있는)veth0을 통해서 가능하다. veth0의 네트워크를 설정하자.
# ifconfig veth0 10.1.1.2/24 up
# ping 10.1.1.1
PING 10.1.1.1 (10.1.1.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.1.1.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.077 ms
veth1과 통신이 되는 걸 확인할 수 있다. 지금의 구성 그림으로 그려봤다.

... 계속

참고