我会在Docker容器中抓包了

luozhenni

我会在Docker容器中抓包了！
原文链接：我会在Docker容器中抓包了
DevOps技术栈       2023-06-01 12:10 发表于河南  原文链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/574247245

nsenter 命令是一个可以在指定进程的命令空间下运行指定程序的命令。它位于 util-linux 包中。

用途

一个最典型的用途就是进入容器的网络命令空间。相当多的容器为了轻量级，是不包含较为基础的命令的，比如说ip address，ping，telnet，ss，tcpdump等等命令，这就给调试容器网络带来相当大的困扰：只能通过 docker inspect ContainerID 命令获取到容器 IP，以及无法测试和其他网络的连通性。这时就可以使用 nsenter 命令仅进入该容器的网络命名空间，使用宿主机的命令调试容器网络。
此外，nsenter 也可以进入mnt，uts，ipc，pid，user命令空间，以及指定根目录和工作目录。

使用
首先看下 nsenter 命令的语法：

1. nsenter [options] [program [arguments]]
   
2. 
   
3. options:
   
4. -t, --target pid：指定被进入命名空间的目标进程的pid
   
5. -m, --mount[=file]：进入mount命令空间。如果指定了file，则进入file的命令空间
   
6. -u, --uts[=file]：进入uts命令空间。如果指定了file，则进入file的命令空间
   
7. -i, --ipc[=file]：进入ipc命令空间。如果指定了file，则进入file的命令空间
   
8. -n, --net[=file]：进入net命令空间。如果指定了file，则进入file的命令空间
   
9. -p, --pid[=file]：进入pid命令空间。如果指定了file，则进入file的命令空间
   
10. -U, --user[=file]：进入user命令空间。如果指定了file，则进入file的命令空间
    
11. -G, --setgid gid：设置运行程序的gid
    
12. -S, --setuid uid：设置运行程序的uid
    
13. -r, --root[=directory]：设置根目录
    
14. -w, --wd[=directory]：设置工作目录
    
15. 
    
16. 如果没有给出program，则默认执行$SHELL。

复制代码

示例：运行一个 nginx 容器，查看该容器的 pid：

1. [root@staight ~]# docker inspect -f {{.State.Pid}} nginx
   
2. 5645

复制代码

然后，使用 nsenter 命令进入该容器的网络命令空间：

1. [root@staight ~]# nsenter -n -t5645
   
2. [root@staight ~]# ip addr
   
3. 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
   
4.     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
   
5.     inet 127.0.0.1/8 scope host lo
   
6.        valid_lft forever preferred_lft forever
   
7. 18: eth0@if19: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
   
8.     link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
   
9.     inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
   
10.        valid_lft forever preferred_lft forever

复制代码

进入成功~在 Kubernetes 中，在得到容器 pid 之前还需获取容器的 ID，可以使用如下命令获取：

1. [root@node1 test]# kubectl get pod test -oyaml|grep containerID
   
2.   - containerID: docker://cf0873782d587dbca6aa32f49605229da3748600a9926e85b36916141597ec85

复制代码

或者更为精确地获取 containerID ：

1. [root@node1 test]# kubectl get pod test -o template --template='{{range .status.containerStatuses}}{{.containerID}}{{end}}'
   
2. docker://cf0873782d587dbca6aa32f49605229da3748600a9926e85b36916141597ec85

复制代码

原理
namespace

namespace 是 Linux 中一些进程的属性的作用域，使用命名空间，可以隔离不同的进程。Linux在不断的添加命名空间，目前有：

mount：挂载命名空间，使进程有一个独立的挂载文件系统，始于Linux 2.4.19
ipc：ipc命名空间，使进程有一个独立的ipc，包括消息队列，共享内存和信号量，始于Linux 2.6.19
uts：uts命名空间，使进程有一个独立的hostname和domainname，始于Linux 2.6.19
net：network命令空间，使进程有一个独立的网络栈，始于Linux 2.6.24
pid：pid命名空间，使进程有一个独立的pid空间，始于Linux 2.6.24
user：user命名空间，是进程有一个独立的user空间，始于Linux 2.6.23，结束于Linux 3.8
cgroup：cgroup命名空间，使进程有一个独立的cgroup控制组，始于Linux 4.6

Linux 的每个进程都具有命名空间，可以在 /proc/PID/ns 目录中看到命名空间的文件描述符。

1. [root@staight ns]# pwd
   
2. /proc/1/ns
   
3. [root@staight ns]# ll
   
4. total 0
   
5. lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 23 19:53 ipc -> ipc:[4026531839]
   
6. lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 23 19:53 mnt -> mnt:[4026531840]
   
7. lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 23 19:53 net -> net:[4026531956]
   
8. lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 23 19:53 pid -> pid:[4026531836]
   
9. lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 23 19:53 user -> user:[4026531837]
   
10. lrwxrwxrwx 1 root root 0 Sep 23 19:53 uts -> uts:[4026531838]

复制代码

clone
clone 是 Linux 的系统调用函数，用于创建一个新的进程。clone 和 fork 比较类似，但更为精细化，比如说使用 clone 创建出的子进程可以共享父进程的虚拟地址空间，文件描述符表，信号处理表等等。不过这里要强调的是，clone 函数还能为新进程指定命名空间。
clone的语法

1. #define _GNU_SOURCE
   
2. #include <sched.h>
   
3. 
   
4. int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack,
   
5.         int flags, void *arg, ...
   
6.         /* pid_t *ptid, void *newtls, pid_t *ctid */ );

复制代码

其中 flags 即可指定命名空间，包括：

• CLONE_NEWCGROUP：cgroup
• CLONE_NEWIPC：ipc
• CLONE_NEWNET：net
• CLONE_NEWNS：mount
• CLONE_NEWPID：pid
• CLONE_NEWUSER：user
• CLONE_NEWUTS：uts
  

使用示例：

pid = clone(childFunc, stackTop, CLONE_NEWUTS | SIGCHLD, argv[1]);

setns

clone 用于创建新的命令空间，而 setns 则用来让当前线程（单线程即进程）加入一个命名空间。
语法

1. #define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
   
2. #include <sched.h>
   
3. 
   
4. int setns(int fd, int nstype);
   
5. 
   
6. fd参数是一个指向一个命名空间的文件描述符，位于/proc/PID/ns/目录。
   
7. 
   
8. nstype指定了允许进入的命名空间，一般可设置为0，表示允许进入所有命名空间。

复制代码

因此，往往该函数的用法为：

• 调用setns函数：指定该线程的命名空间。
• 调用execvp函数：执行指定路径的程序，创建子进程并替换父进程。
  

这样，就可以指定命名空间运行新的程序了。
代码示例：

1. #define _GNU_SOURCE
   
2. #include <fcntl.h>
   
3. #include <sched.h>
   
4. #include <unistd.h>
   
5. #include <stdlib.h>
   
6. #include <stdio.h>
   
7. 
   
8. #define errExit(msg)    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \
   
9.                         } while (0)
   
10. 
    
11. int
    
12. main(int argc, char *argv[])
    
13. {
    
14.     int fd;
    
15. 
    
16.     if (argc < 3) {
    
17.         fprintf(stderr, "%s /proc/PID/ns/FILE cmd args...\n", argv[0]);
    
18.         exit(EXIT_FAILURE);
    
19.     }
    
20. 
    
21.     fd = open(argv[1], O_RDONLY); /* Get file descriptor for namespace */
    
22.     if (fd == -1)
    
23.         errExit("open");
    
24. 
    
25.     if (setns(fd, 0) == -1)       /* Join that namespace */
    
26.         errExit("setns");
    
27. 
    
28.     execvp(argv[2], &argv[2]);    /* Execute a command in namespace */
    
29.     errExit("execvp");
    
30. }

复制代码

使用示例：

./ns_exec /proc/3550/ns/uts /bin/bash

nsenter

那么，最后就是 nsenter 了，nsenter 相当于在setns的示例程序之上做了一层封装，使我们无需指定命名空间的文件描述符，而是指定进程号即可。
指定进程号PID以及需要进入的命名空间后，nsenter会帮我们找到对应的命名空间文件描述符/proc/PID/ns/FD，然后使用该命名空间运行新的程序。
- END -