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@oizumi-yuta(佑太 大泉)

【ネットワーク】Network Namespace 関連のコマンドメモ

Last updated at Posted at 2024-07-31

はじめに

以下を読んでいる途中、コマンドをすぐ忘れるのでメモ。

コマンドメモ

  • Network Namespace 一覧を確認
$ ip netns list
ns2 (id: 2)
router (id: 1)
ns1 (id: 0)
  • 特定の Network Namespace を削除
$ sudo ip netns delete ns1
  • Network Namespace をすべて削除
$ sudo ip --all netns delete
  • Network Namespace を作成
$ sudo ip netns add ns1
  • veth インターフェースを作成
$ sudo ip link add ns1-veth0 type veth peer name gw1-veth0
  • veth インターフェースを Network Namespace に所属させる
$ sudo ip link set ns1-veth0 netns ns1
  • Network Namespace のネットワークインターフェースの状態を UP に変更
$ sudo ip netns exec ns1 ip link set ns1-veth0 up
  • Network Namespace のネットワークインターフェース一覧を確認
$ sudo ip netns exec ns1 ip link show
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
10: ns1-veth0@if9: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 5a:7d:06:29:bb:d3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netns router1
  • Network Namespace のネットワークインターフェースに IP アドレスを付与
$ sudo ip netns exec ns1 ip address add 192.0.2.1/24 dev ns1-veth0
  • Network Namespace にデフォルトルートを追加
    • 特定のルートが他に定義されていない場合、192.0.2.254 にルーティングする
$ sudo ip netns exec ns1 ip route add default via 192.0.2.254
  • Network Namespace のルーティングテーブルを確認
$ sudo ip netns exec ns1 ip route show
default via 192.0.2.254 dev ns1-veth0
192.0.2.0/24 dev ns1-veth0 proto kernel scope link src 192.0.2.1
  • Network Namespace のルータの IP フォワーディングを有効化
$ sudo ip netns exec router1 sysctl net.ipv4.ip_forward=1
  • Network Namespace のルータの IP フォワーディングを確認
$ sudo ip netns exec router1 sysctl net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 1
  • Network Namespace の 192.0.2.1 から 198.51.100.1 に ping を 3 回送信
$ sudo ip netns exec ns1 ping -c 3 198.51.100.1 -I 192.0.2.1
  • Network Namespace のルータに静的ルーティングによりルートを追加
    • 198.51.100.0/24 向けのトラフィックを 203.0.113.2 に送信
$ sudo ip netns exec router1 ip route add 198.51.100.0/24 via 203.0.113.2
  • Network Namespace のパケットキャプチャを行う
    • -t : タイムスタンプを表示しない
    • -n : ホスト名を解決せずにIPアドレスをそのまま表示
    • -i any : すべてのネットワークインターフェース上のパケットをキャプチャ
    • icmp : ICMPトラフィックのみをフィルタリングしてキャプチャ
$ sudo ip netns exec ns1 tcpdump -tn -i any icmp
tcpdump: data link type LINUX_SLL2
tcpdump: verbose output suppressed, use -v[v]... for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL2 (Linux cooked v2), snapshot length 262144 bytes
ns1-veth0 Out IP 192.0.2.1 > 198.51.100.1: ICMP echo request, id 16122, seq 1, length 64
ns1-veth0 In  IP 198.51.100.1 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 16122, seq 1, length 64
ns1-veth0 Out IP 192.0.2.1 > 198.51.100.1: ICMP echo request, id 16122, seq 2, length 64
ns1-veth0 In  IP 198.51.100.1 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 16122, seq 2, length 64
ns1-veth0 Out IP 192.0.2.1 > 198.51.100.1: ICMP echo request, id 16122, seq 3, length 64
ns1-veth0 In  IP 198.51.100.1 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 16122, seq 3, length 64
  • Network Namespace のネットワークインターフェースに MAC アドレスを指定
$ sudo ip netns exec ns1 ip link set dev ns1-veth0 address 00:00:5E:00:53:01
  • Network Namespace のパケットキャプチャを行う
    • -e : イーサネットのヘッダ情報を表示
    • -i ns1-veth0 : インターフェース ns1-veth0 上のパケットをキャプチャ
$ sudo ip netns exec ns1 tcpdump -tne -i ns1-veth0 icmp
tcpdump: verbose output suppressed, use -v[v]... for full protocol decode
listening on ns1-veth0, link-type EN10MB (Ethernet), snapshot length 262144 bytes
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.1 > 192.0.2.2: ICMP echo request, id 22439, seq 1, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.2 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 22439, seq 1, length 64
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.1 > 192.0.2.2: ICMP echo request, id 22439, seq 2, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.2 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 22439, seq 2, length 64
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.1 > 192.0.2.2: ICMP echo request, id 22439, seq 3, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.2 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 22439, seq 3, length 64
  • Network Namespace の MAC アドレスのキャッシュ（ネイバーテーブル）を確認
$ sudo ip netns exec ns1 ip neigh
192.0.2.2 dev ns1-veth0 lladdr 00:00:5e:00:53:02 REACHABLE
  • Network Namespace の MAC アドレスのキャッシュ（ネイバーテーブル）をクリア
$ sudo ip netns exec ns1 ip neigh flush all
  • Network Namespace のパケットキャプチャを行う
    • arp : ARP トラフィックをフィルタンリングしてキャプチャ
$ sudo ip netns exec ns1 tcpdump -tne -i ns1-veth0 icmp or arp
tcpdump: verbose output suppressed, use -v[v]... for full protocol decode
listening on ns1-veth0, link-type EN10MB (Ethernet), snapshot length 262144 bytes
00:00:5e:00:53:01 > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 42: Request who-has 192.0.2.2 tell 192.0.2.1, length 28
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype ARP (0x0806), length 42: Reply 192.0.2.2 is-at 00:00:5e:00:53:02, length 28
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.1 > 192.0.2.2: ICMP echo request, id 62258, seq 1, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.2 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 62258, seq 1, length 64
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.1 > 192.0.2.2: ICMP echo request, id 62258, seq 2, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.2 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 62258, seq 2, length 64
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.1 > 192.0.2.2: ICMP echo request, id 62258, seq 3, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.0.2.2 > 192.0.2.1: ICMP echo reply, id 62258, seq 3, length 64
00:00:5e:00:53:02 > 00:00:5e:00:53:01, ethertype ARP (0x0806), length 42: Request who-has 192.0.2.1 tell 192.0.2.2, length 28
00:00:5e:00:53:01 > 00:00:5e:00:53:02, ethertype ARP (0x0806), length 42: Reply 192.0.2.1 is-at 00:00:5e:00:53:01, length 28
  • Network Namespace にブリッジインターフェースを作成
$ sudo ip netns exec bridge ip link add dev br0 type bridge
  • Network Namespace のブリッジインターフェースを UP に変更
$ sudo ip netns exec bridge ip link set br0 up
  • Network Namespace の veth インターフェースの片側をブリッジインターフェースに接続
$ sudo ip netns exec bridge ip link set ns1-br0 master br0
  • Network Namespace のブリッジインターフェースの MAC アドレステーブルを確認
    • fdb は FDB（フォワーディングデータベース）を意味し、FDB は MAC アドレスとその対応するポート（インターフェース）の情報を保持する。これにより、ブリッジは受信したフレームを適切なポートに転送する
$ sudo ip netns exec bridge bridge fdb show br br0
...
00:00:5e:00:53:01 dev ns1-br0 master br0
...
00:00:5e:00:53:02 dev ns2-br0 master br0
...
00:00:5e:00:53:03 dev ns3-br0 master br0
...
  • Network Namespace で DHCP サーバを起動
    • --dhcp-range : 192.0.2.100 から 192.0.2.200 の範囲で IP アドレスを付与。255.255.255.0 はネットワークアドレス
    • --interface : DCHP リクエストを受け付けるネットワークインターフェース
    • --port 0 : DNS 機能を無効にする
    • --no-resolv : /etc/resolv.conf ファイルを無視して、外部DNSサーバを使用しない
    • --no-daemon : フォアグラウンドで実行し、デーモン化しない
$ sudo ip netns exec server dnsmasq \
    --dhcp-range=192.0.2.100,192.0.2.200,255.255.255.0 \
    --interface=s-veth0 \
    --port 0 \
    --no-resolv \
    --no-daemon
  • Network Namespace で DHCP クライアントを起動し、IPアドレスを取得する
    • -d : デバッグモードで実行し、フォアグラウンドで実行
$ sudo ip netns exec client dhclient -d c-veth0
...
DHCPREQUEST for 192.0.2.180 on c-veth0 to 255.255.255.255 port 67 (xid=0x11e56f05)
DHCPACK of 192.0.2.180 from 192.0.2.254 (xid=0x56fe511)
...
bound to 192.0.2.180 -- renewal in 1425 seconds
  • Network Namespace の DHCP クライアントに割り当てられた IP アドレスを確認
$ sudo ip netns exec client ip address show dev c-veth0 | grep "inet "
    inet 192.0.2.180/24 brd 192.0.2.255 scope global dynamic c-veth0
  • Network Namespace router の NAT（ネットワークアドレス変換）テーブルに SNAT ルールを追加
    • -t nat : NAT テーブルを指定
    • -A POSTROUTING : POSTROUTING チェーンを指定。ルーティングが終わりパケットがインターフェースから出ていく直前にルールを適用する
    • -s 192.0.2.0/24 : ソースアドレス範囲
    • -o gw-veth1 : ルールを適用する出力先インターフェース
    • -j MASQUERADE : 該当するパケットに対して適用するルール。ここではマスカレード（送信元アドレスの変換）を指定
$ sudo ip netns exec router iptables \
    -t nat \
    -A POSTROUTING \
    -s 192.0.2.0/24 \
    -o gw-veth1 \
    -j MASQUERADE
  • Network Namespace router の NAT（ネットワークアドレス変換）テーブルのルールを表示
    • -L : リスト表示
    • target : ルールが適用された場合に取るアクション
    • prot : プロトコル。tcp、udp、icmp など、どのプロトコルにルールが適用されるかを示す
    • opt : オプション
    • source : ルールが適用される送信元アドレス
    • destination : ルールが適用される送信先アドレス
$ sudo ip netns exec router iptables -t nat -L
...
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
MASQUERADE  all  --  192.0.2.0/24         anywhere
  • Network Namespace router の NAT（ネットワークアドレス変換）テーブルに DNAT ルールを追加
    • -p tcp --dport 54321 -d 203.0.113.254 : ルール適用対象のトラフィック
    • --to-destination 192.0.2.1 : ルール適用後のアドレス
$ sudo ip netns exec router iptables \
    -t nat \
    -A PREROUTING \
    -p tcp \
    --dport 54321 \
    -d 203.0.113.254 \
    -j DNAT \
    --to-destination 192.0.2.1
  • DNAT ルール追加後の NAT テーブル確認
$ sudo ip netns exec router iptables -t nat -L
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
DNAT       tcp  --  anywhere             203.0.113.254        tcp dpt:54321 to:192.0.2.1
...

参考

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