veth - как Linux соединяет два network namespace

Network namespace изолирует сетевой стек процесса. У каждого namespace могут быть свои интерфейсы, маршруты и таблица соседей.

Но как соединить два таких изолированных сетевых мира?

Для этого в Linux есть veth pair - виртуальный Ethernet-кабель с двумя концами.

▪️Создаём два namespace

ip netns add ns1
ip netns add ns2

Теперь создаём пару:

ip link add veth1 type veth peer name veth2

Получили:

veth1 <──────────> veth2

То, что отправлено в один конец, появляется на другом.

▪️Разносим концы по namespace

ip link set veth1 netns ns1
ip link set veth2 netns ns2

Теперь:

namespace ns1        namespace ns2

veth1  <──────────>  veth2

В каждом namespace находится только свой конец виртуального кабеля.

▪️Назначаем адреса

ip -n ns1 addr add 10.10.0.1/24 dev veth1
ip -n ns2 addr add 10.10.0.2/24 dev veth2

ip -n ns1 link set veth1 up
ip -n ns2 link set veth2 up

Теперь можно проверить связь:

ip netns exec ns1 ping 10.10.0.2

Пакет проходит примерно так:

process
   ↓
network stack ns1
   ↓
veth1
   ↓
veth2
   ↓
network stack ns2
   ↓
process

Никакого физического интерфейса между namespace здесь нет.

▪️Почему это используется в контейнерах

Контейнер получает собственный network namespace.
Один конец veth помещается внутрь контейнера:

container
  eth0
   │
   │ veth
   │
  host

Второй конец остаётся на host и обычно подключается к Linux bridge.
Например:

container eth0
      │
    veth
      │
   bridge
   ├── veth
   ├── veth
   └── host

Так несколько изолированных namespace получают доступ к одной L2-сети.

▪️Проверяем, где находится интерфейс
На host:

ip link

В namespace:

ip -n ns1 link

Можно увидеть, что veth1 и veth2 физически не существуют как один интерфейс — это два связанных виртуальных endpoint’а.

▪️Важный нюанс
veth сам по себе не маршрутизирует трафик.
Он просто соединяет два сетевых пространства на уровне Ethernet.
Если нужно выйти из namespace в интернет, поверх veth обычно добавляют bridge, routing, NAT или другой сетевой механизм.

То есть veth - это буквально виртуальный кабель:

namespace A
    │
  veth A
    │
    └──────── veth B
                 │
            namespace B

А уже дальше Linux решает, куда отправлять пакеты.

BashTex 📱 #bash #systemd