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这些年总结过多次容器网络数据包路径相关的文章, 如:

但每次过段时间后，总会忘记细节。分析容器网络异常是否是由于某些基于netfilter的驱动影响时，总是要重新梳理。这次再从内核实现的角度来分析一次容器网络数据包的转发路径。

还是以外部访问bridge模式docker容器的场景进行分析。

入包

外部主机访问docker容器的数据包到达网卡后, 由内核函数:netif_receive_skb处理进入协议栈处理。对于IP数据包，会调用到函数ip_rcv：

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return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, NULL, skb,
           dev, NULL,
           ip_rcv_finish);

在这里会进行netfilter的PRE_ROUTING阶段处理。入包在PRE_ROUTING阶段会由docker的iptables规则完成DNAT操作，数据包目的IP变更为docker容器的IP。

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crash是一个用于分析Linux内核转储文件(vmcore)的工具。正在运行的内核安装上debuginfo包之后，直接运行crash也可以直接分析运行中的内核，这对于分析一些内核问题极为有用。

在我们的某个场景中，需要分析NFQUEUE队列中的数据包内容。队列在内核中的表示是结构体nfqnl_instance，数据包sk_buff通过nf_queue_entry结构链在队列nfqnl_instance中。

要找到对应的nfqnl_instance，需要执行多条crash命令:

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之前的文章<<NFQUEUE机制导致DNS请求5秒超时分析>>分析过在3.10.0-1015.el7版本之前的内核上，conntrack模块在插入条目时存在竞争条件，使用NFQUEUE机制导致AAAA请求包被丢弃，从而导致DNS请求出现5秒超时的现象。当时给的解决方案是可以在/etc/resolv.conf中添加options single-request-reopen来规避。

最近又遇到这个问题，但该规避方案并没有生效，因而做了进一步分析，发现glibc的DNS行为在不同响应上有所不同。

在没有NFQUEUE机制也没有开启single-request-reopen的环境中，访问正常解析的域名, 如:

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[root@dev07 ~]# time curl -s www.baidu.com -o /dev/null

real	0m1.009s
user	0m0.003s
sys	0m0.003s

抓包结果为:

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16:29:40.344792 IP 10.10.0.7.34972 > 10.10.0.2.53: 20510+ A? www.baidu.com. (31)
16:29:40.344832 IP 10.10.0.7.34972 > 10.10.0.2.53: 42033+ AAAA? www.baidu.com. (31)
16:29:40.345097 IP 10.10.0.2.53 > 10.10.0.7.34972: 20510 3/0/0 CNAME www.a.shifen.com., A 110.242.70.57, A 110.242.69.21 (90)
16:29:40.345308 IP 10.10.0.2.53 > 10.10.0.7.34972: 42033 3/0/0 CNAME www.a.shifen.com., AAAA 2408:871a:2100:1b23:0:ff:b07a:7ebc, AAAA 2408:871a:2100:186c:0:ff:b07e:3fbc (114)

可以看到resolver同时发出A和AAAA两个请求。

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多年前写过介绍nginx限制连接模块的文章<<ngx_http_limit_conn_module模块分析>>, 最近业务中用到limit_conn指令限制请求，重新了解了一下它的用法。

根据nginx文档, 可以理解主要逻辑是根据limit_conn_zone所指定的key值计算连接数，当连接数超过limit_conn所指定的值时，则返回错误码。

由于限制值是在limit_conn指令而不是在limit_conn_zone指令中设置的，而limit_conn是可以配置多次的，当配置多次相同zone的limit_conn指令并且限制值不同，那么生效的是哪个限制值呢？

如果在同一个location中配置多个相同zone的limit_conn指令，示例配置为:

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location /a {
    limit_conn perserver 2;
    limit_conn perserver 5;
    ...
}
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我们的oVirt虚拟化平台上有一个需求，需要对同一网桥上的虚拟机之间进行网络隔离。

参考Docker实现中对于不同网桥的网络隔离，可以简单的采用iptables规则来实现。

Docker在iptables的filter表的FORWARD链的规则如下:

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[root@localhost ~]# iptables -nL -v
Chain INPUT (policy ACCEPT 90 packets, 6017 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

Chain FORWARD (policy DROP 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
    0     0 DOCKER-USER  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
    0     0 DOCKER-ISOLATION-STAGE-1  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
    0     0 ACCEPT     all  --  *      docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ctstate RELATED,ESTABLISHED
    0     0 DOCKER     all  --  *      docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
    0     0 ACCEPT     all  --  docker0 !docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
    0     0 ACCEPT     all  --  docker0 docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

Chain OUTPUT (policy ACCEPT 109 packets, 6560 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

Chain DOCKER (1 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

Chain DOCKER-ISOLATION-STAGE-1 (1 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
    0     0 DOCKER-ISOLATION-STAGE-2  all  --  docker0 !docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
    0     0 RETURN     all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

Chain DOCKER-ISOLATION-STAGE-2 (1 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
    0     0 DROP       all  --  *      docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
    0     0 RETURN     all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

Chain DOCKER-USER (1 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
    0     0 RETURN     all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
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Linux内核中conntrack模块使用哈希表来存储连接跟踪条目，当哈希表条目达到上限时，系统会将新分配conntrack条目的数据包DROP掉，从而导致网络受到影响。此时，日志中会记录:

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nf_conntrack: table full, dropping packet

哈希表条目上限由参数net.netfilter.nf_conntrack_max设置。

网上文章对这个问题的解决方法往往是调大该参数。但在涉及多个network namespace的场景下，不能简单的这样做，还是要根据自身场景分析清楚具体原因。

根据CentOS7 3.10.0-957版本内核源码，实际上每个network namespace的conntrack哈希表是独立的。在表示network namespace的结构体net中的成员ct表示conntrack相关信息:

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struct net {
    ...
    struct netns_ct     ct;
    ...
}

netns_ct结构中保存有独立的哈希表相关信息:

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struct netns_ct {
    atomic_t        count;
    ...
    unsigned int        htable_size;
    RH_KABI_DEPRECATE(seqcount_t, generation)
    struct kmem_cache   *nf_conntrack_cachep;
    struct hlist_nulls_head *hash;
    ...
}
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Linux内核提供了sysctl机制用于动态配置内核及内核模块的参数, 每个参数对应/proc/sys/下的一个文件，可以通过sysctl命令或直接操作/proc/sys/下的文件对参数进行读写。比如，net.ipv4.ip_forward对应文件/proc/sys/net/ipv4/ip_forward。sysctl命令实际是是对/proc/sys/操作的封装。

如果需要将sysctl参数持久化，可以将参数写入文件/etc/sysctl.conf文件中，这样参数在系统重启后依然生效。这是如何实现的呢？实际是由systemd-sysctl(或其他类似功能的服务)在系统完成内核模块的加载后，再来加载/etc/sysctl.conf里的参数。

如果需要立即生效/etc/sysctl.conf中的参数，可以执行sysctl -p。但如果此时内核模块未并加载，由于/proc/sys/目录下并不存在对应的参数文件，因而执行会失败。尽管这种场景下sysctl -p执行失败，但通过modprobe命令加载内核模块完成后，查看对应的sysctl参数，却发现sysctl参数已经生效。那这种场景下是如何令/etc/sysctl.conf中的参数生效的呢？

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近期遇到一个C++程序退出的问题，经过调查发现，程序是由于接收到SIGPIPE信号而退出。该程序是多线程程序，使用libcurl进行HTTPS访问，同时设置了CURLOPT_NOSIGNAL选项，但没有自己处理SIGPIPE信号。在一些情况下，连接已经处理关闭状态，但应用程序不知道，依然向连接发送数据，就会导致SIGPIPE信号产生，进而导致程序退出。修复方法比较简单，只要应用程序设置SIGPIPE信号的处理程序即可。

上述问题要发生的一个前提是CURLOPT_NOSIGNAL选项需要被设置，什么情况下需要设置它呢？libcurl的作者的博文上写到过这个问题:

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12. Understanding CURLOPT_NOSIGNAL
Signals is a Unix concept where an asynchronous notification is sent to a process or to a specific thread within the same process in order to notify it of an event that occurred.

What does libcurl use signals for?
When using the synchronous name resolver, libcurl uses alarm() to abort slow name resolves (if a timeout is set), which ultimately sends a SIGALARM to the process and is caught by libcurl

By default, libcurl installs its own sighandler while running, and restores the original one again on return – for SIGALARM and SIGPIPE.

Closing TLS (with OpenSSL etc) can trigger a SIGPIPE if the connection is dead.

Unless CURLOPT_NOSIGNAL is set! (default)

What does CURLOPT_NOSIGNAL do?
It prevents libcurl from triggering signals

When disabled, it prevents libcurl from installing its own sighandler and…

Generated signals must then be handled by the libcurl-using application itself
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业务场景中，需要创建指定的network namespace, 并且内核模块中的netfilter逻辑只应生效在该network namespace中。这就需要我们创建network namespace之后，将指定的namespace传递给内核模块。

用户态创建network namespace可以使用ip命令指定名称，如:

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ip netns add ns1

但实际上在内核中，network namespace并不具备名称信息，名称信息只存在于用户态。可以参考man ip-netns:

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By convention a named network namespace is an object at /var/run/netns/NAME that can be opened. The file descriptor resulting
from opening /var/run/netns/NAME refers to the specified network namespace. Holding that file descriptor open keeps the network
namespace alive. The file descriptor can be used with the setns(2) system call to change the network namespace associated with a
task.
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最近发现kolla安装的openstack(Ocata版本)环境中，某虚拟网络上的虚拟机对外访问异常。经过调查，发现虚拟机外发数据包经过安全组的网桥后源地址被修改为宿主机的IP。

简化的网络拓扑如图:

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