feat: add ESP32 embedded agent + namespace VRF reference docs + update android-agent submodule
- apps/device-agent-embedded/: ESP32 WireGuard agent (C, ESP-IDF, mbedTLS) - reference/namespace-vrf/: Linux namespace/VRF network isolation docs - apps/android-agent: VPN permission check, StartResult sealed class
This commit is contained in:
+1
-1
Submodule apps/android-agent updated: ce70c3e197...8faf87a71c
@@ -0,0 +1,22 @@
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# Build artifacts
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build/
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sdkconfig
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sdkconfig.old
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# IDE files
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.vscode/
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.idea/
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*.swp
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*.swo
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*~
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# ESP-IDF
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dependencies.lock
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managed_components/
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# OS files
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.DS_Store
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Thumbs.db
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# Logs
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*.log
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@@ -0,0 +1,134 @@
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# PROJECT KNOWLEDGE BASE
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**Generated:** 2026-06-26
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**Repository:** `nexus-agent-embedded`
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## OVERVIEW
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NexusGuard Embedded Agent: ESP32-based WireGuard client for IoT/edge devices. Runs on FreeRTOS + ESP-IDF, connects to NexusGuard Server Core via HTTP provisioning + heartbeat, manages WireGuard tunnel via lwIP stack.
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## STRUCTURE
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```
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nexus-agent-embedded/
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├── main/
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│ ├── main.c # Entry point, initialization
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│ ├── provision.c/.h # HTTP provisioning (POST /api/v1/provision)
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│ ├── heartbeat.c/.h # HTTP heartbeat loop (POST /api/v1/heartbeat)
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│ ├── tunnel.c/.h # WireGuard tunnel management via lwIP
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│ ├── crypto.c/.h # AES-256-GCM decrypt (mbedtls)
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│ ├── config.c/.h # NVS config storage
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│ └── wifi.c/.h # WiFi STA management
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├── components/
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│ └── wireguard-esp32/ # WireGuard library (lwIP-based)
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├── docs/
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│ ├── DESIGN.md # Technical design document
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│ ├── API_COMPAT.md # Server API compatibility
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│ └── HARDWARE.md # ESP32/LW840X hardware reference
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├── CMakeLists.txt # ESP-IDF build system
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├── sdkconfig.defaults # ESP-IDF configuration
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├── AGENTS.md # This file
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└── README.md
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```
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## API PROTOCOL (Shared with Server)
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### Provisioning
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- **Endpoint**: `POST /api/v1/provision`
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- **Request**: `{ "token": "string", "hwid": "string" }`
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- **Response**: `{ "encrypted_config": "base64-bytes" }`
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- **ConfigPayload** (decrypted): device_id, private_key, preshared_key, internal_ip, server_pub, endpoint, dns, allowed_ips, server_wg_ip
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### Heartbeat
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- **Endpoint**: `POST /api/v1/heartbeat`
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- **Request**: `{ "device_id": "UUID", "status": "connected|recovering|stopped", "tunnel_up": bool, "last_handshake": "ISO8601" }`
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- **Response**: Full config sync (same fields as ConfigPayload + forwards_hash)
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- **Interval**: 30 seconds
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### Crypto
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- **Algorithm**: AES-256-GCM
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- **Key Derivation**: SHA256(hwid + salt)
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- **Format**: nonce (12 bytes) + ciphertext
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- **Implementation**: mbedtls (built-in ESP-IDF)
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## HARDWARE PLATFORM
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### Target: ESP32 (LW840X)
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- **MCU**: ESP32 Xtensa LX7 dual-core
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- **RAM**: 320KB SRAM
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- **Flash**: 4MB
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- **WiFi**: 802.11 b/g/n
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- **OS**: FreeRTOS via ESP-IDF
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- **Network Stack**: lwIP
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### Build Toolchain
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- **ESP-IDF**: v5.2+
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- **Compiler**: Xtensa GCC
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- **Build System**: CMake
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- **Debug**: JTAG + OpenOCD
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## CONVENTIONS
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### Code Style
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- C99 standard
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- Snake_case for functions and variables
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- UPPER_SNAKE_CASE for macros and constants
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- Doxygen-style comments for public API
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- Error handling: return esp_err_t or NULL on failure
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### Memory Management
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- Use `heap_caps_malloc(MALLOC_CAP_SPIRAM)` for large buffers
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- Free all allocated memory in error paths
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- No static buffers > 1KB on stack
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### Network
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- Use `esp_http_client` for HTTP requests
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- Timeout: 10s connect, 30s read
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- Retry: 3 attempts with exponential backoff
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- TLS: Skip verify for now (internal network only)
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### Storage
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- NVS namespace: "nexusguard"
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- Keys: "device_id", "private_key", "preshared_key", "internal_ip", "server_pub", "endpoint", "dns", "allowed_ips"
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- Max key size: 15 chars (NVS limit)
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## ANTI-PATTERNS
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- **NEVER** store WireGuard keys in plaintext on flash (always encrypted via NVS)
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- **NEVER** use `printf` for sensitive data (keys, tokens)
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- **NEVER** hardcode WiFi credentials (use menuconfig or provisioning)
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- **NEVER** block main task for > 100ms (use timers or tasks)
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- **NEVER** use `malloc()` in interrupt context
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## COMMANDS
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```bash
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# Build
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idf.py set-target esp32
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idf.py build
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# Flash & Monitor
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idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash monitor
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# Clean
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idf.py fullclean
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# Menuconfig
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idf.py menuconfig
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```
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## DEPENDENCIES
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- **ESP-IDF**: v5.2+ (framework)
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- **mbedtls**: AES-256-GCM, SHA-256 (built-in)
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- **lwIP**: TCP/IP stack (built-in)
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- **FreeRTOS**: RTOS (built-in)
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- **wireguard-esp32**: WireGuard tunnel library (component)
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## NOTES
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- ESP32 uses FreeRTOS, NOT Zephyr RTOS
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- lwIP is the network stack, NOT kernel networking
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- WireGuard runs in userspace via lwIP socket API
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- Config is stored in NVS (flash), not filesystem
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- No gRPC support (too heavy for ESP32) — HTTP only
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|
- No port forwarding (userspace agent only)
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|
- Agent version: 1.0.0 (initial release)
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@@ -0,0 +1,40 @@
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cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
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# ESP-IDF component registration
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idf_component_register(
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SRCS
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"main.c"
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"provision.c"
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"heartbeat.c"
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"tunnel.c"
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"crypto.c"
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"config.c"
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"wifi.c"
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INCLUDE_DIRS "."
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REQUIRES
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esp_wifi
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esp_event
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esp_netif
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nvs_flash
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esp_http_client
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esp_tls
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mbedtls
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json
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lwip
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)
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# WireGuard component (external)
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# Add wireguard-esp32 as component
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set(COMPONENTS_DIR ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/../components)
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if(EXISTS ${COMPONENTS_DIR}/wireguard-esp32)
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set(EXTRA_COMPONENT_DIRS ${COMPONENTS_DIR}/wireguard-esp32)
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|
endif()
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# Build flags
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target_compile_options(${COMPONENT_LIB} PRIVATE -Wall -Wextra -Werror)
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# Version
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target_compile_definitions(${COMPONENT_LIB} PRIVATE
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AGENT_VERSION="1.0.0"
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BUILD_DATE="${BUILD_DATE}"
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)
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@@ -0,0 +1,42 @@
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|
menu "NexusGuard Agent Configuration"
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config NEXUS_SERVER_URL
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string "Server URL"
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default "https://api-nexus.datadunia.com"
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help
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NexusGuard Server Core API URL.
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Example: https://api-nexus.datadunia.com
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config NEXUS_REG_TOKEN
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string "Registration Token"
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default ""
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help
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||||||
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Single-use registration token for initial provisioning.
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Obtain from server admin dashboard.
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config NEXUS_SERVER_SALT
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string "Server Salt"
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default ""
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||||||
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help
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||||||
|
Server salt for AES-256-GCM key derivation.
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||||||
|
Must match SERVER_SALT on server.
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||||||
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config NEXUS_WIFI_SSID
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||||||
|
string "WiFi SSID"
|
||||||
|
default ""
|
||||||
|
help
|
||||||
|
WiFi network name (SSID).
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||||||
|
|
||||||
|
config NEXUS_WIFI_PASSWORD
|
||||||
|
string "WiFi Password"
|
||||||
|
default ""
|
||||||
|
help
|
||||||
|
WiFi network password.
|
||||||
|
|
||||||
|
config NEXUS_AGENT_VERSION
|
||||||
|
string "Agent Version"
|
||||||
|
default "1.0.0"
|
||||||
|
help
|
||||||
|
Embedded agent version string.
|
||||||
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endmenu
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@@ -0,0 +1,126 @@
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# NexusGuard Embedded Agent
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ESP32-based WireGuard agent for IoT/edge devices. Connects to NexusGuard Server Core via HTTP provisioning + heartbeat, manages WireGuard tunnel via lwIP stack.
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## Overview
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This agent runs on ESP32 (LW840X and compatible) with FreeRTOS + ESP-IDF. It provides:
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- **Zero-Trust VPN Tunnel**: WireGuard over lwIP
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- **Auto-Provisioning**: HTTP-based key exchange with server
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- **Heartbeat Monitoring**: Periodic status reports + config sync
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- **NVS Config Persistence**: WireGuard keys stored in flash (never disk)
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- **Independent Build**: No dependency on main NexusGuard repo
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## Hardware Requirements
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| Component | Specification |
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|-----------|---------------|
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| MCU | ESP32 (Xtensa LX7) or ESP32-S3 |
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| RAM | ≥ 320KB SRAM |
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| Flash | ≥ 4MB |
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| WiFi | 802.11 b/g/n |
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| antenna | U.FL or PCB trace |
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## Quick Start
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### 1. Install ESP-IDF
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```bash
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# Follow official guide: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/get-started/
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# ESP-IDF v5.2+ required
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```
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### 2. Configure Server
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```bash
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# Set server URL, registration token, and WiFi credentials
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|
idf.py menuconfig
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# Navigate to: Component config → NexusGuard Agent
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```
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Or edit `sdkconfig.defaults` directly:
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```
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CONFIG_NEXUS_SERVER_URL="https://api-nexus.datadunia.com"
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CONFIG_NEXUS_REG_TOKEN="your-registration-token"
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CONFIG_NEXUS_SERVER_SALT="your-server-salt"
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||||||
|
CONFIG_NEXUS_WIFI_SSID="your-wifi-ssid"
|
||||||
|
CONFIG_NEXUS_WIFI_PASSWORD="your-wifi-password"
|
||||||
|
```
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|
### 3. Build & Flash
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|
```bash
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idf.py set-target esp32
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idf.py build
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idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash monitor
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```
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## Server Configuration
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The agent requires the following server configuration:
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| Parameter | Description | Where to Find |
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|-----------|-------------|---------------|
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| Server URL | API endpoint | `https://api-nexus.datadunia.com` |
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| Registration Token | Single-use provisioning token | Server admin dashboard |
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| Server Salt | AES-256-GCM key derivation | Server `.env` file (`SERVER_SALT`) |
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### Provisioning Flow
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1. Create device in server dashboard
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2. Copy registration token
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3. Configure agent with token (menuconfig or NVS)
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4. Agent boots → connects WiFi → provisions → builds tunnel
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### Heartbeat
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Agent sends heartbeat every 30 seconds:
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```json
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POST /api/v1/heartbeat
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{
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|
"device_id": "uuid",
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|
"status": "connected",
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||||||
|
"tunnel_up": true,
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||||||
|
"last_handshake": "2026-06-26T09:00:00Z"
|
||||||
|
}
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||||||
|
```
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||||||
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||||||
|
Server responds with config sync (detects changes, triggers rebuild).
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||||||
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## Project Structure
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```
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nexus-agent-embedded/
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├── main/
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│ ├── main.c # Entry point
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│ ├── provision.c # HTTP provisioning
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│ ├── heartbeat.c # HTTP heartbeat loop
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|
│ ├── tunnel.c # WireGuard via lwIP
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|
│ ├── crypto.c # AES-256-GCM decrypt
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|
│ ├── config.c # NVS config storage
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|
│ └── wifi.c # WiFi management
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|
├── components/
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|
│ └── wireguard-esp32/ # WireGuard library
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||||||
|
├── docs/
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||||||
|
│ ├── DESIGN.md # Technical design
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||||||
|
│ ├── API_COMPAT.md # Server API compatibility
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||||||
|
│ └── HARDWARE.md # Hardware reference
|
||||||
|
├── CMakeLists.txt
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|
├── Kconfig # Menuconfig options
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||||||
|
├── sdkconfig.defaults
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|
├── AGENTS.md # AI agent knowledge base
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|
└── README.md
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```
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|
## Documentation
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|
- [Technical Design](docs/DESIGN.md)
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|
- [API Compatibility](docs/API_COMPAT.md)
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|
- [Hardware Reference](docs/HARDWARE.md)
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## License
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Proprietary - NexusGuard
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@@ -0,0 +1,335 @@
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|
# API Compatibility Reference
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**Version**: 1.0.0
|
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|
**Date**: 2026-06-26
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|
This document defines the HTTP API contract between NexusGuard Server Core and Embedded Agent (ESP32).
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## Overview
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The embedded agent communicates with the server via two HTTP endpoints:
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1. **Provisioning**: `POST /api/v1/provision` — Initial key exchange
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2. **Heartbeat**: `POST /api/v1/heartbeat` — Periodic status + config sync
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## 1. Provisioning
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### Request
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```
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POST /api/v1/provision
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|
Content-Type: application/json
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
```json
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||||||
|
{
|
||||||
|
"token": "string (required)",
|
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|
"hwid": "string (required)"
|
||||||
|
}
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
| Field | Type | Required | Description |
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||||||
|
|-------|------|----------|-------------|
|
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|
| `token` | string | Yes | Registration token (single-use) |
|
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|
| `hwid` | string | Yes | Hardware ID (ESP32 MAC or serial) |
|
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||||||
|
### Response (Success)
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||||||
|
|
||||||
|
```
|
||||||
|
HTTP/1.1 200 OK
|
||||||
|
Content-Type: application/json
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"encrypted_config": "base64-encoded-bytes"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
| Field | Type | Description |
|
||||||
|
|-------|------|-------------|
|
||||||
|
| `encrypted_config` | string | AES-256-GCM encrypted ConfigPayload |
|
||||||
|
|
||||||
|
### Response (Error)
|
||||||
|
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"error": "string"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
| Status | Error | Description |
|
||||||
|
|--------|-------|-------------|
|
||||||
|
| 400 | `"invalid token format"` | Token is not valid UUID |
|
||||||
|
| 400 | `"token already used"` | Token was already consumed |
|
||||||
|
| 400 | `"invalid hardware id"` | HWID is empty or invalid |
|
||||||
|
| 403 | `"token expired"` | Token has expired (24h TTL) |
|
||||||
|
| 500 | `"provisioning failed"` | Server internal error |
|
||||||
|
|
||||||
|
### Decrypted ConfigPayload
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||||||
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||||||
|
After decrypting `encrypted_config`, the agent receives:
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||||||
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|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"device_id": "string (UUID)",
|
||||||
|
"private_key": "string (hex, 64 chars)",
|
||||||
|
"preshared_key": "string (hex, 64 chars)",
|
||||||
|
"internal_ip": "string (e.g. 10.172.21.2)",
|
||||||
|
"server_pub": "string (hex, 64 chars)",
|
||||||
|
"endpoint": "string (e.g. italy-twenty.gl.at.ply.gg:59750)",
|
||||||
|
"dns": "string (e.g. 1.1.1.1)",
|
||||||
|
"allowed_ips": "string (e.g. 0.0.0.0/0)",
|
||||||
|
"server_wg_ip": "string (e.g. 10.172.21.1)"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
| Field | Type | Description |
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||||||
|
|-------|------|-------------|
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||||||
|
| `device_id` | string | Device UUID (use in heartbeat) |
|
||||||
|
| `private_key` | string | WireGuard private key (hex) |
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||||||
|
| `preshared_key` | string | Pre-shared key (hex) |
|
||||||
|
| `internal_ip` | string | Device IP address |
|
||||||
|
| `server_pub` | string | Server WireGuard public key (hex) |
|
||||||
|
| `endpoint` | string | Server WireGuard endpoint |
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||||||
|
| `dns` | string | DNS server IP |
|
||||||
|
| `allowed_ips` | string | Allowed IPs (e.g. "0.0.0.0/0" for full tunnel) |
|
||||||
|
| `server_wg_ip` | string | Server WireGuard IP |
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## 2. Heartbeat
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|
### Request
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```
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POST /api/v1/heartbeat
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|
Content-Type: application/json
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||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
```json
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||||||
|
{
|
||||||
|
"device_id": "string (required)",
|
||||||
|
"status": "string (optional)",
|
||||||
|
"state": "string (optional)",
|
||||||
|
"tunnel_up": "boolean (optional)",
|
||||||
|
"last_handshake": "string (optional, ISO 8601)"
|
||||||
|
}
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
| Field | Type | Required | Description |
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|
|-------|------|----------|-------------|
|
||||||
|
| `device_id` | string | Yes | Device UUID |
|
||||||
|
| `status` | string | No | "connected", "recovering", "stopped" |
|
||||||
|
| `state` | string | No | Free-form state description |
|
||||||
|
| `tunnel_up` | boolean | No | WireGuard tunnel status |
|
||||||
|
| `last_handshake` | string | No | ISO 8601 timestamp of last handshake |
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||||||
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|
||||||
|
### Response (Success)
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||||||
|
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||||||
|
```
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|
HTTP/1.1 200 OK
|
||||||
|
Content-Type: application/json
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
```json
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||||||
|
{
|
||||||
|
"device_id": "string",
|
||||||
|
"status": "ok",
|
||||||
|
"internal_ip": "string",
|
||||||
|
"private_key": "string (hex)",
|
||||||
|
"preshared_key": "string (hex)",
|
||||||
|
"server_pub": "string (hex)",
|
||||||
|
"endpoint": "string",
|
||||||
|
"server_wg_ip": "string",
|
||||||
|
"dns": "string",
|
||||||
|
"allowed_ips": "string",
|
||||||
|
"forwards_hash": "string"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
| Field | Type | Description |
|
||||||
|
|-------|------|-------------|
|
||||||
|
| `device_id` | string | Device UUID |
|
||||||
|
| `status` | string | "ok" or error |
|
||||||
|
| `internal_ip` | string | Device IP (may change) |
|
||||||
|
| `private_key` | string | WireGuard private key (may rotate) |
|
||||||
|
| `preshared_key` | string | Pre-shared key (may rotate) |
|
||||||
|
| `server_pub` | string | Server public key |
|
||||||
|
| `endpoint` | string | Server endpoint |
|
||||||
|
| `server_wg_ip` | string | Server WireGuard IP |
|
||||||
|
| `dns` | string | DNS server |
|
||||||
|
| `allowed_ips` | string | Allowed IPs |
|
||||||
|
| `forwards_hash` | string | Hash of port forwards (for change detection) |
|
||||||
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||||||
|
### Response (Error)
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||||||
|
|
||||||
|
```json
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|
{
|
||||||
|
"error": "string"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
| Status | Error | Description |
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||||||
|
|--------|-------|-------------|
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|
| 400 | `"invalid device id"` | Device ID is not valid UUID |
|
||||||
|
| 403 | `"device is suspended"` | Device is suspended by admin |
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|
| 500 | `"heartbeat failed"` | Server internal error |
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|
## 3. Crypto Protocol
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|
### Key Derivation
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```
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key = SHA256(hwid + salt)
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```
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|
- `hwid`: Hardware ID (ESP32 MAC or serial)
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|
- `salt`: Server's `SERVER_SALT` environment variable
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|
- Output: 32-byte AES key
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||||||
|
### Encryption (Server Side)
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```
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|
plaintext = ConfigPayload JSON
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nonce = random 12 bytes
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|
ciphertext = AES-256-GCM-Encrypt(key, nonce, plaintext)
|
||||||
|
encrypted_config = nonce + ciphertext
|
||||||
|
```
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|
|
||||||
|
### Decryption (Agent Side)
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||||||
|
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```
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|
encrypted_config = response.encrypted_config (base64 decoded)
|
||||||
|
nonce = encrypted_config[0:12]
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||||||
|
ciphertext = encrypted_config[12:]
|
||||||
|
plaintext = AES-256-GCM-Decrypt(key, nonce, ciphertext)
|
||||||
|
ConfigPayload = JSON.parse(plaintext)
|
||||||
|
```
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|
||||||
|
### Implementation Notes
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|
- Use `mbedtls_sha256()` for key derivation
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|
- Use `mbedtls_gcm_*()` for AES-256-GCM
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|
- Nonce size: 12 bytes (fixed for GCM)
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|
- Tag size: 16 bytes (default for GCM)
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|
## 4. Config Change Detection
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### Heartbeat Hash Comparison
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The server returns `forwards_hash` in heartbeat response. Agent should:
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1. Store last received `forwards_hash` in NVS
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|
2. Compare with current hash
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3. If different, trigger config reload
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```c
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|
// Pseudo-code
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|
char last_hash[64];
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|
nvs_get_str(nvs_handle, "config_hash", last_hash, sizeof(last_hash));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (strcmp(last_hash, response.forwards_hash) != 0) {
|
||||||
|
// Config changed, rebuild tunnel
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|
tunnel_rebuild(&config);
|
||||||
|
nvs_set_str(nvs_handle, "config_hash", response.forwards_hash);
|
||||||
|
}
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```
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|
## 5. Versioning
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### Current Version
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- API Version: v1 (implicit, no version in URL)
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- Agent Version: 1.0.0
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### Compatibility Policy
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|
- **Breaking Changes**: Major version bump (v2)
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|
- **New Fields**: Added without version bump (agent ignores unknown fields)
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|
- **Deprecation**: 6-month notice before removal
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|
### Agent Behavior
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|
- Agent ignores unknown fields in server response
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|
- Agent sends only required fields in request
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|
- Agent handles missing optional fields gracefully
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## 6. Examples
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### Provisioning Flow
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```c
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// 1. Get hardware ID
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|
char hwid[32];
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|
get_hardware_id(hwid, sizeof(hwid));
|
||||||
|
|
||||||
|
// 2. Send provisioning request
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|
char *response = http_post(server_url, "/api/v1/provision",
|
||||||
|
"{\"token\":\"%s\",\"hwid\":\"%s\"}", token, hwid);
|
||||||
|
|
||||||
|
// 3. Parse encrypted config
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|
cJSON *json = cJSON_Parse(response);
|
||||||
|
char *encrypted = cJSON_GetObjectItem(json, "encrypted_config")->valuestring;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 4. Decrypt config
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|
wg_config_t config;
|
||||||
|
decrypt_config(encrypted, strlen(encrypted), hwid, salt, &config);
|
||||||
|
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|
// 5. Store in NVS
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|
config_save(&config);
|
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|
// 6. Apply to WireGuard
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|
tunnel_init(&config);
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```
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|
### Heartbeat Flow
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```c
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// 1. Get tunnel status
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bool tunnel_up = tunnel_is_up();
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int64_t last_hs = tunnel_get_last_handshake();
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||||||
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|
||||||
|
// 2. Send heartbeat
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||||||
|
char *response = http_post(server_url, "/api/v1/heartbeat",
|
||||||
|
"{\"device_id\":\"%s\",\"tunnel_up\":%s,\"last_handshake\":\"%s\"}",
|
||||||
|
config.device_id, tunnel_up ? "true" : "false",
|
||||||
|
format_timestamp(last_hs));
|
||||||
|
|
||||||
|
// 3. Check for config changes
|
||||||
|
cJSON *json = cJSON_Parse(response);
|
||||||
|
const char *new_hash = cJSON_GetObjectItem(json, "forwards_hash")->valuestring;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (strcmp(config.config_hash, new_hash) != 0) {
|
||||||
|
// Config changed, reload
|
||||||
|
load_config_from_response(json, &config);
|
||||||
|
tunnel_rebuild(&config);
|
||||||
|
config_save(&config);
|
||||||
|
}
|
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|
```
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|
## 7. Error Handling
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### HTTP Retries
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```c
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#define MAX_RETRIES 3
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|
#define RETRY_DELAY_MS 1000
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||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < MAX_RETRIES; i++) {
|
||||||
|
esp_err_t err = http_post(...);
|
||||||
|
if (err == ESP_OK) break;
|
||||||
|
vTaskDelay(RETRY_DELAY_MS * (i + 1) / portTICK_PERIOD_MS);
|
||||||
|
}
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
### Timeout Settings
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|
- Connect timeout: 10 seconds
|
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|
- Read timeout: 30 seconds
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|
- Write timeout: 10 seconds
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||||||
|
## 8. Security Notes
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|
- All communication over HTTPS (TLS 1.2+)
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|
- Registration token is single-use (consumed on first provisioning)
|
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|
- Device can re-provision by obtaining new token
|
||||||
|
- Keys never logged or transmitted in plaintext
|
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@@ -0,0 +1,582 @@
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|
# Technical Design Document
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|
**Version**: 1.0.0
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|
**Date**: 2026-06-26
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|
**Status**: Draft
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## 1. Executive Summary
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NexusGuard Embedded Agent is an ESP32-based WireGuard client designed for IoT and edge devices. It provides zero-trust VPN tunneling with auto-provisioning and heartbeat monitoring, connecting to the existing NexusGuard Server Core infrastructure.
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## 2. Goals & Non-Goals
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### Goals
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- ESP32-based WireGuard tunnel (LW840X compatible)
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|
- Auto-provisioning via HTTP (same API as Go agent)
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|
- Heartbeat monitoring with config sync
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|
- NVS-based config persistence (encrypted)
|
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|
- FreeRTOS task-based architecture
|
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|
- Low power consumption (WiFi sleep modes)
|
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|
- **Independent build** — no dependency on main NexusGuard repo
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|
- **Server discovery** — configurable server URL + registration token
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### Non-Goals
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|
- Port forwarding (userspace agent only)
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|
- gRPC support (too heavy for ESP32)
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|
- Zephyr RTOS support (ESP-IDF uses FreeRTOS)
|
||||||
|
- Multi-peer support (single tunnel only)
|
||||||
|
- Kernel WireGuard (lwIP userspace only)
|
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|
|
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|
## 3. Architecture
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|
### 3.1 System Architecture
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```
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|
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||||
|
│ ESP32 (FreeRTOS) │
|
||||||
|
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||||
|
│ Application Layer │
|
||||||
|
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
|
||||||
|
│ │ provision│ │ heartbeat│ │ tunnel │ │ config │ │
|
||||||
|
│ └────┬─────┘ └────┬─────┘ └────┬─────┘ └────┬─────┘ │
|
||||||
|
│ │ │ │ │ │
|
||||||
|
│ ┌────┴─────────────┴────────────┴─────────────┴────┐ │
|
||||||
|
│ │ crypto.c │ │
|
||||||
|
│ │ AES-256-GCM decrypt (mbedtls) │ │
|
||||||
|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||||
|
│ Network Stack (lwIP) │
|
||||||
|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||||
|
│ │ WireGuard (lwIP socket API) │ │
|
||||||
|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||||
|
│ Hardware Layer │
|
||||||
|
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
|
||||||
|
│ │ WiFi │ │ NVS │ │ UART │ │ GPIO │ │
|
||||||
|
│ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3.2 Task Architecture
|
||||||
|
|
||||||
|
```
|
||||||
|
FreeRTOS Tasks
|
||||||
|
├── main_task # Initialization, event loop
|
||||||
|
├── wifi_task # WiFi STA management (priority: 5)
|
||||||
|
├── http_task # HTTP client (provisioning, heartbeat) (priority: 4)
|
||||||
|
├── wg_task # WireGuard tunnel management (priority: 3)
|
||||||
|
└── led_task # Status LED indication (priority: 1)
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3.3 State Machine
|
||||||
|
|
||||||
|
```
|
||||||
|
┌─────────────┐
|
||||||
|
│ BOOT │
|
||||||
|
└──────┬──────┘
|
||||||
|
│
|
||||||
|
▼
|
||||||
|
┌─────────────┐
|
||||||
|
│ WIFI_INIT │ ◄──────────────────────────────┐
|
||||||
|
└──────┬──────┘ │
|
||||||
|
│ connected │
|
||||||
|
▼ │
|
||||||
|
┌─────────────┐ fail ┌─────────────┐│
|
||||||
|
│ PROVISION │───────────────►│ WIFI_RETRY ││
|
||||||
|
└──────┬──────┘ └──────┬──────┘│
|
||||||
|
│ success │ │
|
||||||
|
▼ └───────┘
|
||||||
|
┌─────────────┐
|
||||||
|
│ TUNNEL_UP │
|
||||||
|
└──────┬──────┘
|
||||||
|
│
|
||||||
|
▼
|
||||||
|
┌─────────────┐
|
||||||
|
│ HEARTBEAT │ ◄─── 30s interval
|
||||||
|
└──────┬──────┘
|
||||||
|
│ config_changed
|
||||||
|
▼
|
||||||
|
┌─────────────┐
|
||||||
|
│ TUNNEL_REBUILD │
|
||||||
|
└──────┬──────┘
|
||||||
|
│
|
||||||
|
└──► HEARTBEAT
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 4. Server Discovery & Provisioning
|
||||||
|
|
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|
### 4.1 Overview
|
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|
||||||
|
The embedded agent connects to NexusGuard Server Core via HTTP. The agent must be configured with:
|
||||||
|
- **Server URL**: The API endpoint (e.g., `https://api-nexus.datadunia.com`)
|
||||||
|
- **Registration Token**: Single-use token for initial provisioning
|
||||||
|
- **Server Salt**: For AES-256-GCM key derivation (shared secret)
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.2 Provisioning Flow
|
||||||
|
|
||||||
|
```
|
||||||
|
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||||
|
│ PROVISIONING FLOW │
|
||||||
|
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||||
|
│ │
|
||||||
|
│ 1. Device boots │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 2. Check NVS for saved config │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ├─► Config exists ──► Load config ──► Skip to TUNNEL │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ └─► No config ──► Continue to provisioning │
|
||||||
|
│ │
|
||||||
|
│ 3. Connect to WiFi │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
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|
│ 4. HTTP POST /api/v1/provision │
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|
│ │ Request: { "token": "...", "hwid": "..." } │
|
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|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 5. Server validates token, generates WireGuard keys │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 6. Server encrypts config with AES-256-GCM │
|
||||||
|
│ │ Key = SHA256(hwid + salt) │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 7. Server responds with encrypted_config │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 8. Agent decrypts config using mbedtls │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 9. Store config in NVS │
|
||||||
|
│ │ │
|
||||||
|
│ ▼ │
|
||||||
|
│ 10. Apply WireGuard tunnel │
|
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|
│ │
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|
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
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||||||
|
```
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||||||
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||||||
|
### 4.3 Server Configuration Sources
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||||||
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|
||||||
|
The embedded agent can obtain server configuration from:
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||||||
|
| Source | Priority | Use Case |
|
||||||
|
|--------|----------|----------|
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||||||
|
| NVS (saved config) | 1 | After initial provisioning |
|
||||||
|
| sdkconfig (menuconfig) | 2 | Build-time configuration |
|
||||||
|
| SmartConfig / BLE | 3 | WiFi provisioning (future) |
|
||||||
|
| QR Code | 4 | Manual provisioning (future) |
|
||||||
|
|
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|
### 4.4 Build-Time Configuration
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||||||
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|
Configure server URL and token via `idf.py menuconfig`:
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||||||
|
|
||||||
|
```
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||||||
|
Component config → NexusGuard Agent
|
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|
├── Server URL (NEXUS_SERVER_URL)
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||||||
|
├── Registration Token (NEXUS_REG_TOKEN)
|
||||||
|
├── Server Salt (NEXUS_SERVER_SALT)
|
||||||
|
└── WiFi SSID (NEXUS_WIFI_SSID)
|
||||||
|
└── WiFi Password (NEXUS_WIFI_PASSWORD)
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.5 Runtime Configuration (NVS)
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||||||
|
|
||||||
|
After first provisioning, config is stored in NVS:
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||||||
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|
||||||
|
| Key | Description |
|
||||||
|
|-----|-------------|
|
||||||
|
| `server_url` | Server API URL |
|
||||||
|
| `device_id` | Assigned device UUID |
|
||||||
|
| `private_key` | WireGuard private key |
|
||||||
|
| `preshared_key` | Pre-shared key |
|
||||||
|
| `internal_ip` | Device IP address |
|
||||||
|
| `server_pub` | Server public key |
|
||||||
|
| `endpoint` | Server WireGuard endpoint |
|
||||||
|
| `dns` | DNS server |
|
||||||
|
| `allowed_ips` | Allowed IPs |
|
||||||
|
| `server_wg_ip` | Server WireGuard IP |
|
||||||
|
| `config_hash` | Last config hash |
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.6 Server API Contract
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|
The embedded agent uses the **same HTTP API** as the Go device-agent:
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|
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| Endpoint | Method | Description |
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||||||
|
|----------|--------|-------------|
|
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|
| `/api/v1/provision` | POST | Initial key exchange |
|
||||||
|
| `/api/v1/heartbeat` | POST | Periodic status + config sync |
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key**: The API contract is stable and documented in `docs/API_COMPAT.md`. The server does not need to know whether the client is Go agent or ESP32 agent — it treats them identically.
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.7 Independence from Main Repo
|
||||||
|
|
||||||
|
The embedded agent is **fully independent**:
|
||||||
|
|
||||||
|
```
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||||||
|
nexus-agent-embedded/ # Standalone repo
|
||||||
|
├── main/ # C source code
|
||||||
|
├── components/ # ESP-IDF components
|
||||||
|
├── docs/ # Documentation
|
||||||
|
├── CMakeLists.txt # Build system
|
||||||
|
└── sdkconfig.defaults # Configuration
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**No dependency on**:
|
||||||
|
- `server-core` (Go backend)
|
||||||
|
- `device-agent` (Go agent)
|
||||||
|
- `dashboard-ui` (Vue frontend)
|
||||||
|
|
||||||
|
**Build anywhere** with ESP-IDF toolchain — no Go, no Node.js, no Docker.
|
||||||
|
|
||||||
|
## 5. Module Design
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.1 main.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- Hardware initialization (NVS, WiFi, GPIO)
|
||||||
|
- Task creation and event loop
|
||||||
|
- Signal handling (Ctrl+C graceful shutdown)
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
void app_main(void); // Entry point
|
||||||
|
void shutdown_handler(void); // Graceful shutdown
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.2 provision.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- HTTP POST to `/api/v1/provision`
|
||||||
|
- Parse encrypted config response
|
||||||
|
- Decrypt config via crypto.c
|
||||||
|
- Store config in NVS
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
esp_err_t provision_device(const char *server_url, const char *token,
|
||||||
|
const char *hwid, wg_config_t *config);
|
||||||
|
esp_err_t decrypt_config(const uint8_t *encrypted, size_t len,
|
||||||
|
const char *hwid, const char *salt,
|
||||||
|
wg_config_t *config);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**HTTP Request**:
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
POST /api/v1/provision
|
||||||
|
Content-Type: application/json
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"token": "registration-token",
|
||||||
|
"hwid": "esp32-hardware-id"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**HTTP Response**:
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"encrypted_config": "base64-encoded-bytes"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.3 heartbeat.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- HTTP POST to `/api/v1/heartbeat` every 30s
|
||||||
|
- Send device status + tunnel state
|
||||||
|
- Receive config sync (detect changes)
|
||||||
|
- Trigger tunnel rebuild if config changed
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
esp_err_t heartbeat_send(const wg_config_t *config,
|
||||||
|
const char *status, bool tunnel_up,
|
||||||
|
int64_t last_handshake);
|
||||||
|
bool heartbeat_config_changed(const char *old_hash, const char *new_hash);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**HTTP Request**:
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
POST /api/v1/heartbeat
|
||||||
|
Content-Type: application/json
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"device_id": "uuid",
|
||||||
|
"status": "connected",
|
||||||
|
"tunnel_up": true,
|
||||||
|
"last_handshake": "2026-06-26T09:00:00Z"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**HTTP Response**:
|
||||||
|
```json
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"device_id": "uuid",
|
||||||
|
"status": "ok",
|
||||||
|
"internal_ip": "10.172.21.2",
|
||||||
|
"private_key": "hex",
|
||||||
|
"preshared_key": "hex",
|
||||||
|
"server_pub": "hex",
|
||||||
|
"endpoint": "italy-twenty.gl.at.ply.gg:59750",
|
||||||
|
"dns": "1.1.1.1",
|
||||||
|
"allowed_ips": "0.0.0.0/0",
|
||||||
|
"server_wg_ip": "10.172.21.1",
|
||||||
|
"forwards_hash": "hash-string"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.4 tunnel.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- Initialize WireGuard tunnel via lwIP
|
||||||
|
- Apply config (keys, endpoint, allowed IPs)
|
||||||
|
- Monitor tunnel state (handshake time)
|
||||||
|
- Rebuild tunnel on config change
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_init(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_apply_config(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_rebuild(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
int64_t tunnel_get_last_handshake(void);
|
||||||
|
bool tunnel_is_up(void);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**WireGuard Config Application**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
// Pseudo-code
|
||||||
|
wg_device wg = {
|
||||||
|
.private_key = config->private_key,
|
||||||
|
.listen_port = 0, // ephemeral
|
||||||
|
};
|
||||||
|
wg_peer peer = {
|
||||||
|
.public_key = config->server_pub,
|
||||||
|
.preshared_key = config->preshared_key,
|
||||||
|
.endpoint = config->endpoint,
|
||||||
|
.allowed_ips = config->allowed_ips,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
wg_set_device(&wg);
|
||||||
|
wg_add_peer(&wg, &peer);
|
||||||
|
wg_set_peer_allowed_ips(&wg, &peer, config->allowed_ips);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.5 crypto.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- Key derivation: SHA256(hwid + salt)
|
||||||
|
- AES-256-GCM decryption
|
||||||
|
- Secure memory handling
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
esp_err_t crypto_derive_key(const char *hwid, const char *salt,
|
||||||
|
uint8_t key[32]);
|
||||||
|
esp_err_t crypto_decrypt(const uint8_t *ciphertext, size_t len,
|
||||||
|
const uint8_t key[32], uint8_t **plaintext,
|
||||||
|
size_t *plaintext_len);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Algorithm**:
|
||||||
|
```
|
||||||
|
Key Derivation:
|
||||||
|
key = SHA256(hwid + salt) // 32 bytes
|
||||||
|
|
||||||
|
Decryption:
|
||||||
|
nonce = ciphertext[0:12] // first 12 bytes
|
||||||
|
encrypted = ciphertext[12:] // rest
|
||||||
|
plaintext = AES-256-GCM-Decrypt(key, nonce, encrypted)
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.6 config.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- NVS read/write for config fields
|
||||||
|
- Config validation
|
||||||
|
- Config versioning
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
esp_err_t config_save(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
esp_err_t config_load(wg_config_t *config);
|
||||||
|
esp_err_t config_clear(void);
|
||||||
|
bool config_is_valid(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**NVS Keys**:
|
||||||
|
| Key | Max Size | Description |
|
||||||
|
|-----|----------|-------------|
|
||||||
|
| `device_id` | 37 | UUID string |
|
||||||
|
| `private_key` | 64 | WG private key hex |
|
||||||
|
| `preshared_key` | 64 | PSK hex |
|
||||||
|
| `internal_ip` | 18 | IP address |
|
||||||
|
| `server_pub` | 64 | Server public key hex |
|
||||||
|
| `endpoint` | 128 | Server endpoint |
|
||||||
|
| `dns` | 64 | DNS server |
|
||||||
|
| `allowed_ips` | 128 | Allowed IPs |
|
||||||
|
| `config_hash` | 64 | Last config hash |
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4.7 wifi.c
|
||||||
|
|
||||||
|
**Responsibilities**:
|
||||||
|
- WiFi STA initialization
|
||||||
|
- Connection management
|
||||||
|
- Reconnection handling
|
||||||
|
|
||||||
|
**Key Functions**:
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
esp_err_t wifi_init_sta(const char *ssid, const char *password);
|
||||||
|
esp_err_t wifi_connect(void);
|
||||||
|
esp_err_t wifi_disconnect(void);
|
||||||
|
bool wifi_is_connected(void);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 5. Data Structures
|
||||||
|
|
||||||
|
### 5.1 wg_config_t
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
char device_id[37]; // UUID
|
||||||
|
char private_key[64]; // WG private key hex
|
||||||
|
char preshared_key[64]; // PSK hex
|
||||||
|
char internal_ip[18]; // e.g. "10.172.21.2"
|
||||||
|
char server_pub[64]; // Server WG public key hex
|
||||||
|
char endpoint[128]; // e.g. "italy-twenty.gl.at.ply.gg:59750"
|
||||||
|
char dns[64]; // DNS server
|
||||||
|
char allowed_ips[128]; // e.g. "0.0.0.0/0"
|
||||||
|
char server_wg_ip[18]; // e.g. "10.172.21.1"
|
||||||
|
char config_hash[64]; // Last config hash
|
||||||
|
} wg_config_t;
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 5.2 device_state_t
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
typedef enum {
|
||||||
|
STATE_BOOT,
|
||||||
|
STATE_WIFI_INIT,
|
||||||
|
STATE_WIFI_CONNECTED,
|
||||||
|
STATE_PROVISIONING,
|
||||||
|
STATE_PROVISIONED,
|
||||||
|
STATE_TUNNEL_UP,
|
||||||
|
STATE_TUNNEL_DOWN,
|
||||||
|
STATE_HEARTBEAT,
|
||||||
|
STATE_ERROR
|
||||||
|
} device_state_t;
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 6. Error Handling
|
||||||
|
|
||||||
|
### 6.1 Error Codes
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
typedef enum {
|
||||||
|
ERR_OK = 0,
|
||||||
|
ERR_WIFI_CONNECT = -1,
|
||||||
|
ERR_HTTP_PROVISION = -2,
|
||||||
|
ERR_HTTP_HEARTBEAT = -3,
|
||||||
|
ERR_CRYPTO_DECRYPT = -4,
|
||||||
|
ERR_CONFIG_INVALID = -5,
|
||||||
|
ERR_TUNNEL_INIT = -6,
|
||||||
|
ERR_TUNNEL_APPLY = -7,
|
||||||
|
ERR_NVS_READ = -8,
|
||||||
|
ERR_NVS_WRITE = -9,
|
||||||
|
} agent_error_t;
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 6.2 Recovery Strategy
|
||||||
|
|
||||||
|
| Error | Recovery |
|
||||||
|
|-------|----------|
|
||||||
|
| WiFi connect fail | Retry 3x, then reboot |
|
||||||
|
| HTTP provision fail | Retry 3x, then reboot |
|
||||||
|
| HTTP heartbeat fail | Log only, continue |
|
||||||
|
| Crypto decrypt fail | Clear config, re-provision |
|
||||||
|
| Tunnel init fail | Retry 3x, then reboot |
|
||||||
|
| NVS read fail | Use defaults, re-provision |
|
||||||
|
|
||||||
|
## 7. Power Management
|
||||||
|
|
||||||
|
### 7.1 WiFi Sleep
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
// Enable WiFi sleep when tunnel is up
|
||||||
|
esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_MIN_MODEM);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Disable sleep during provisioning/heartbeat
|
||||||
|
esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_NONE);
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### 7.2 Light Sleep
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
// Enter light sleep between heartbeats (30s)
|
||||||
|
esp_light_sleep_start();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Wake on: WiFi event, GPIO interrupt, timer
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 8. Security Considerations
|
||||||
|
|
||||||
|
### 8.1 Key Storage
|
||||||
|
|
||||||
|
- WireGuard keys stored in NVS (flash, encrypted by NVS encryption)
|
||||||
|
- Never log keys or tokens
|
||||||
|
- Clear memory after use: `memset_s(key, 0, sizeof(key))`
|
||||||
|
|
||||||
|
### 8.2 TLS
|
||||||
|
|
||||||
|
- Server communication over HTTPS (TLS 1.2+)
|
||||||
|
- Skip certificate verification for internal network (configurable)
|
||||||
|
- Future: Support custom CA certificate
|
||||||
|
|
||||||
|
### 8.3 Hardware ID
|
||||||
|
|
||||||
|
- Derived from ESP32 eFuse MAC or custom serial
|
||||||
|
- Used for key derivation (HWID + salt)
|
||||||
|
- Never transmitted in plaintext
|
||||||
|
|
||||||
|
## 9. Testing Strategy
|
||||||
|
|
||||||
|
### 9.1 Unit Tests
|
||||||
|
|
||||||
|
- Crypto: Decrypt known ciphertext with known key
|
||||||
|
- Config: NVS read/write cycle
|
||||||
|
- Heartbeat: Parse server response
|
||||||
|
|
||||||
|
### 9.2 Integration Tests
|
||||||
|
|
||||||
|
- Provision → Tunnel → Heartbeat cycle
|
||||||
|
- Config change detection
|
||||||
|
- Tunnel rebuild on config change
|
||||||
|
|
||||||
|
### 9.3 Hardware Tests
|
||||||
|
|
||||||
|
- ESP32-S3 DevKit flashing
|
||||||
|
- WiFi connection stability
|
||||||
|
- WireGuard handshake verification
|
||||||
|
- Power consumption measurement
|
||||||
|
|
||||||
|
## 10. Future Enhancements
|
||||||
|
|
||||||
|
### 10.1 Phase 2
|
||||||
|
|
||||||
|
- OTA firmware updates
|
||||||
|
- Custom CA certificate support
|
||||||
|
- Power optimization (deep sleep)
|
||||||
|
- Multiple server support
|
||||||
|
|
||||||
|
### 10.2 Phase 3
|
||||||
|
|
||||||
|
- Zephyr RTOS port
|
||||||
|
- ESP32-S2 support
|
||||||
|
- Ethernet (SPI) support
|
||||||
|
- Bluetooth provisioning
|
||||||
|
|
||||||
|
## 11. References
|
||||||
|
|
||||||
|
- [ESP-IDF Documentation](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/)
|
||||||
|
- [WireGuard Protocol](https://www.wireguard.com/protocol/)
|
||||||
|
- [lwIP Documentation](https://www.nongnu.org/lwip/)
|
||||||
|
- [mbedtls Documentation](https://mbed-tls.readthedocs.io/)
|
||||||
|
- [NexusGuard Server API](../../server-core/docs/)
|
||||||
@@ -0,0 +1,330 @@
|
|||||||
|
# Hardware Reference
|
||||||
|
|
||||||
|
**Version**: 1.0.0
|
||||||
|
**Date**: 2026-06-26
|
||||||
|
|
||||||
|
## 1. Target Hardware
|
||||||
|
|
||||||
|
### 1.1 LW840X Module
|
||||||
|
|
||||||
|
The LW840X is an ESP32-based WiFi module designed for IoT applications.
|
||||||
|
|
||||||
|
| Specification | Value |
|
||||||
|
|---------------|-------|
|
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|
| MCU | ESP32 (Xtensa LX7 dual-core) |
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| Clock | 240 MHz |
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|
| RAM | 520 KB SRAM |
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|
| Flash | 4 MB (external) |
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|
| WiFi | 802.11 b/g/n (2.4 GHz) |
|
||||||
|
| Bluetooth | None (LW840X) |
|
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|
| GPIO | 20+ (depends on module) |
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|
| ADC | 18 channels (12-bit) |
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|
| Operating Temp | -40°C to +85°C |
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|
| Voltage | 3.0V to 3.6V |
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|
### 1.2 Pin Mapping
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```
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|
LW840X Module Pinout
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┌─────────────────────────────────────┐
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│ │
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│ 3V3 ─┐ │
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|
│ GND ─┤ │
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│ EN ─┤ │
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|
│ IO0 ─┤ Boot/Flash mode │
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|
│ IO1 ─┤ TX0 (UART0) │
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|
│ IO3 ─┤ RX0 (UART0) │
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|
│ IO4 ─┤ Status LED │
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||||||
|
│ IO5 ─┤ (reserved) │
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|
│ IO12 ─┤ (reserved) │
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|
│ IO13 ─┤ (reserved) │
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||||||
|
│ IO14 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO15 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO16 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO17 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO18 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO19 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO21 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO22 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO23 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO25 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO26 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO27 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO32 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO33 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO34 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ IO35 ─┤ (reserved) │
|
||||||
|
│ │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────┘
|
||||||
|
```
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|
|
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|
### 1.3 Minimal Circuit
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```
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|
Power Supply:
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3.3V ──── LW840X 3V3
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|
GND ──── LW840X GND
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|
Decoupling:
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|
100nF ceramic capacitor between 3V3 and GND (close to module)
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|
Boot/Flash:
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|
IO0 ──── 10K pull-up to 3V3 (normal boot)
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|
IO0 ──── GND (flash mode)
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|
Status LED:
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IO4 ──── 220Ω ──── LED ──── GND
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|
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|
UART (for debugging):
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|
IO1 (TX0) ──── USB-UART RX
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|
IO3 (RX0) ──── USB-UART TX
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|
GND ──── USB-UART GND
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|
```
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|
## 2. Power Requirements
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### 2.1 Current Consumption
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|
| Mode | Current | Notes |
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|
|------|---------|-------|
|
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|
| Active (WiFi TX) | 130-170 mA | Transmitting data |
|
||||||
|
| Active (WiFi RX) | 80-100 mA | Receiving data |
|
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|
| Modem Sleep | 15-20 mA | WiFi connected, low duty cycle |
|
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|
| Light Sleep | 0.8-1.5 mA | CPU paused, WiFi wake |
|
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|
| Deep Sleep | 5-10 µA | RTC only, wake on GPIO |
|
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|
| Off | 0 µA | No power |
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|
### 2.2 Power Supply Design
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```
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|
Recommended:
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Input: 5V USB or 12V DC
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|
Regulator: AMS1117-3.3 or similar LDO
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|
Capacity: 500mA minimum
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|
|
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|
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
|
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|
│ 5V USB │────▶│ LDO │────▶│ LW840X │
|
||||||
|
│ │ │ 3.3V │ │ │
|
||||||
|
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
|
||||||
|
│
|
||||||
|
GND
|
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|
```
|
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|
|
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|
### 2.3 Battery Operation
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|
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|
For battery-powered applications:
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|
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|
| Battery | Capacity | Runtime (Active) | Runtime (Sleep) |
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|
|---------|----------|------------------|-----------------|
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|
| CR2032 | 225 mAh | ~1.5 hours | ~2 years |
|
||||||
|
| 18650 | 3400 mAh | ~20 hours | ~30 years |
|
||||||
|
| LiPo 1000mAh | 1000 mAh | ~6 hours | ~10 years |
|
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|
|
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|
**Note**: Deep sleep with periodic wake (e.g., every 5 minutes) is recommended for battery operation.
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|
## 3. Antenna Options
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|
### 3.1 PCB Trace Antenna
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|
- **Pros**: Low cost, compact
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|
- **Cons**: Lower gain, sensitive to placement
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|
- **Range**: 10-30m (indoor)
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|
- **Use Case**: Short-range, cost-sensitive
|
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|
### 3.2 U.FL Connector
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|
- **Pros**: Higher gain, flexible placement
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|
- **Cons**: Additional cost, larger size
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|
- **Range**: 50-100m (indoor)
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|
- **Use Case**: Longer range, industrial
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|
### 3.3 External Antenna
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|
- **Pros**: Best performance, directional options
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|
- **Cons**: Highest cost, largest size
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|
- **Range**: 100m+ (outdoor)
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|
- **Use Case**: Outdoor, long-range
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## 4. Development Board
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### 4.1 ESP32-DevKitC
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Recommended for development and prototyping.
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| Feature | Specification |
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|---------|---------------|
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| MCU | ESP32-WROOM-32 |
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|
| Flash | 4 MB |
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|
| RAM | 520 KB SRAM |
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|
| WiFi | 802.11 b/g/n |
|
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|
| Bluetooth | BT 4.2 + BLE |
|
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|
| USB | Micro-USB (CP2102) |
|
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|
| GPIO | 38 pins |
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|
| Price | ~$5-10 |
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|
### 4.2 Flashing
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|
```bash
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|
# Install ESP-IDF
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|
# https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/get-started/
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|
# Set target
|
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|
idf.py set-target esp32
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# Build
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|
idf.py build
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# Flash (auto-detect port)
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|
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash
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# Monitor
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|
idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor
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|
```
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|
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|
### 4.3 Pin Connections (DevKit)
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|
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|
```
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|
Status LED:
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|
GPIO4 ──── 220Ω ──── LED ──── GND
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|
|
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|
Debug UART (optional):
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|
GPIO1 (TX0) ──── USB-UART RX
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|
GPIO3 (RX0) ──── USB-UART TX
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|
GND ──── USB-UART GND
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|
```
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|
## 5. Production Board
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|
### 5.1 Design Guidelines
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1. **Power**:
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|
- Use 3.3V LDO with 500mA capacity
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|
- Add 100nF ceramic capacitor close to 3V3 pin
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|
- Add 10µF tantalum capacitor for bulk decoupling
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|
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|
2. **Antenna**:
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|
- Keep antenna area clear of copper pours
|
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|
- Minimum 10mm clearance around antenna
|
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|
- Use U.FL connector for external antenna
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|
3. **Layout**:
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|
- Route UART traces away from antenna
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|
- Keep crystal traces short
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|
- Ground plane under module
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4. **Enclosure**:
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|
- Use non-metallic enclosure (plastic)
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|
- Ensure antenna is not shielded
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|
- Provide mounting holes
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|
### 5.2 Bill of Materials (BOM)
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|
| Component | Quantity | Package | Notes |
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|
|-----------|----------|---------|-------|
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|
| LW840X | 1 | Module | ESP32-based |
|
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|
| AMS1117-3.3 | 1 | SOT-223 | 3.3V LDO |
|
||||||
|
| 100nF | 2 | 0402 | Decoupling |
|
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|
| 10µF | 1 | 0805 | Bulk cap |
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|
| 220Ω | 1 | 0402 | LED resistor |
|
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|
| LED | 1 | 0603 | Status indicator |
|
||||||
|
| U.FL | 1 | SMD | Antenna connector |
|
||||||
|
| Header | 1 | 2.54mm | Debug UART |
|
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|
|
||||||
|
### 5.3 Schematic
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|
```
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|
┌─────────────────┐
|
||||||
|
│ LW840X │
|
||||||
|
3.3V ────────────┤ 3V3 GND ├──── GND
|
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|
│ │
|
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|
IO4 ──── 220Ω ───┤ IO4 TX0 ├──── UART RX
|
||||||
|
└── LED ──┤ RX0 ├──── UART TX
|
||||||
|
GND │ │
|
||||||
|
│ EN ├──── 10K ──── 3.3V
|
||||||
|
│ │
|
||||||
|
│ IO0 ├──── 10K ──── 3.3V
|
||||||
|
│ │ (flash: GND)
|
||||||
|
└─────────────────┘
|
||||||
|
```
|
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|
## 6. Testing & Validation
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|
### 6.1 Hardware Tests
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|
1. **Power-on Test**:
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|
- Verify 3.3V at module pin
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|
- Check current consumption (~50mA idle)
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|
- Confirm LED blinks on boot
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|
2. **WiFi Test**:
|
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|
- Scan for WiFi networks
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|
- Connect to test AP
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|
- Measure RSSI at distance
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|
|
||||||
|
3. **UART Test**:
|
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|
- Send AT commands (if firmware supports)
|
||||||
|
- Verify debug output
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|
- Check baud rate (115200)
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|
|
||||||
|
4. **Flash Test**:
|
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|
- Write/read NVS data
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|
- Verify flash size
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|
- Test wear leveling
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|
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|
### 6.2 Production Test
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|
1. **Functional Test**:
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|
- Provision with test server
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|
- Verify WireGuard handshake
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|
- Check heartbeat response
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|
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|
2. **Stress Test**:
|
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|
- Run for 24+ hours
|
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|
- Monitor memory leaks
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|
- Verify reconnection after WiFi drop
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|
3. **Environmental Test**:
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|
- Operating temperature range
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|
- Humidity resistance
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|
- Vibration resistance
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|
## 7. Troubleshooting
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### 7.1 Common Issues
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|
| Symptom | Cause | Solution |
|
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|
|---------|-------|----------|
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|
| No boot | IO0 held low | Remove flash jumper |
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|
| No WiFi | Antenna issue | Check antenna connection |
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|
| High current | WiFi always on | Use modem sleep |
|
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|
| Crash on boot | Stack overflow | Increase task stack size |
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|
| Provision fail | Token expired | Get new token from server |
|
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|
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|
### 7.2 Debug Tools
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|
- **Serial Monitor**: `idf.py monitor`
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|
- **JTAG Debugger**: OpenOCD + GDB
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|
- **Logic Analyzer**: Saleae or similar
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|
- **Power Analyzer**: Monsoon or similar
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## 8. Compliance
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### 8.1 Certifications
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- **FCC**: Required for US market
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- **CE**: Required for EU market
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- **IC**: Required for Canada market
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- **TELEC**: Required for Japan market
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|
### 8.2 Testing
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|
- EMC testing (emissions and immunity)
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|
- SAR testing (if applicable)
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|
- Environmental testing (temperature, humidity)
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|
## 9. References
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|
- [ESP32 Hardware Design Guidelines](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_hardware_design_guidelines_en.pdf)
|
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|
- [ESP32 Datasheet](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_en.pdf)
|
||||||
|
- [LW840X Module Datasheet](link-to-datasheet)
|
||||||
|
- [ESP-IDF Programming Guide](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/)
|
||||||
@@ -0,0 +1,264 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file config.c
|
||||||
|
* @brief NVS Configuration Management
|
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|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
#include "nvs_flash.h"
|
||||||
|
#include "nvs.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexus_config";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* NVS namespace */
|
||||||
|
static const char *NVS_NAMESPACE = "nexusguard";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* NVS keys (all < 15 chars per NVS limit) */
|
||||||
|
static const char *KEY_DEVICE_ID = "device_id";
|
||||||
|
static const char *KEY_PRIVATE_KEY = "private_key";
|
||||||
|
static const char *KEY_PRESHARED_KEY = "preshared_key";
|
||||||
|
static const char *KEY_INTERNAL_IP = "internal_ip";
|
||||||
|
static const char *KEY_SERVER_PUB = "server_pub";
|
||||||
|
static const char *KEY_ENDPOINT = "endpoint";
|
||||||
|
static const char *KEY_DNS = "dns";
|
||||||
|
static const char *KEY_ALLOWED_IPS = "allowed_ips";
|
||||||
|
static const char *KEY_SERVER_WG_IP = "server_wgip";
|
||||||
|
static const char *KEY_CONFIG_HASH = "config_hash";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* NVS handle (open once, reuse) */
|
||||||
|
static nvs_handle_t s_nvs_handle = 0;
|
||||||
|
static bool s_nvs_open = false;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Helper: write string to NVS
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static esp_err_t nvs_write_str(const char *key, const char *value)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!s_nvs_open) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
esp_err_t err = nvs_set_str(s_nvs_handle, key, value);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to write NVS key '%s': %s", key, esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Helper: read string from NVS into buffer
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static esp_err_t nvs_read_str(const char *key, char *buf, size_t buf_len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!s_nvs_open) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
size_t required_size = 0;
|
||||||
|
esp_err_t err = nvs_get_str(s_nvs_handle, key, NULL, &required_size);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (required_size > buf_len) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "NVS key '%s' value too large (%zu > %zu)", key, required_size, buf_len);
|
||||||
|
return ESP_ERR_NVS_INVALID_LENGTH;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
err = nvs_get_str(s_nvs_handle, key, buf, &buf_len);
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t config_init(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Initializing NVS config module...");
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t err = nvs_open(NVS_NAMESPACE, NVS_READWRITE, &s_nvs_handle);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to open NVS namespace '%s': %s", NVS_NAMESPACE, esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
s_nvs_open = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "NVS config module initialized");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t config_save(const wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Saving config for device: %s", config->device_id);
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t err;
|
||||||
|
esp_err_t final_err = ESP_OK;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_DEVICE_ID, config->device_id);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_PRIVATE_KEY, config->private_key);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_PRESHARED_KEY, config->preshared_key);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_INTERNAL_IP, config->internal_ip);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_SERVER_PUB, config->server_pub);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_ENDPOINT, config->endpoint);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_DNS, config->dns);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_ALLOWED_IPS, config->allowed_ips);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_SERVER_WG_IP, config->server_wg_ip);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_write_str(KEY_CONFIG_HASH, config->config_hash);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (final_err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to save config");
|
||||||
|
return final_err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Commit to flash */
|
||||||
|
err = nvs_commit(s_nvs_handle);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to commit NVS: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Config saved successfully");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t config_load(wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Zero out the struct first */
|
||||||
|
memset(config, 0, sizeof(wg_config_t));
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Loading config from NVS...");
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t err;
|
||||||
|
esp_err_t final_err = ESP_OK;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_DEVICE_ID, config->device_id, sizeof(config->device_id));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "No device_id in NVS (first boot?)");
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_PRIVATE_KEY, config->private_key, sizeof(config->private_key));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_PRESHARED_KEY, config->preshared_key, sizeof(config->preshared_key));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_INTERNAL_IP, config->internal_ip, sizeof(config->internal_ip));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_SERVER_PUB, config->server_pub, sizeof(config->server_pub));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_ENDPOINT, config->endpoint, sizeof(config->endpoint));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_DNS, config->dns, sizeof(config->dns));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_ALLOWED_IPS, config->allowed_ips, sizeof(config->allowed_ips));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_SERVER_WG_IP, config->server_wg_ip, sizeof(config->server_wg_ip));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_read_str(KEY_CONFIG_HASH, config->config_hash, sizeof(config->config_hash));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (final_err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "Config loaded with errors");
|
||||||
|
return final_err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Config loaded successfully for device: %s", config->device_id);
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t config_clear(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Clearing all NexusGuard NVS keys...");
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!s_nvs_open) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t err;
|
||||||
|
esp_err_t final_err = ESP_OK;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_DEVICE_ID);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_PRIVATE_KEY);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_PRESHARED_KEY);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_INTERNAL_IP);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_SERVER_PUB);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_ENDPOINT);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_DNS);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_ALLOWED_IPS);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_SERVER_WG_IP);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = nvs_erase_key(s_nvs_handle, KEY_CONFIG_HASH);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK && err != ESP_ERR_NVS_NOT_FOUND) final_err = err;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Commit erases to flash */
|
||||||
|
err = nvs_commit(s_nvs_handle);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to commit NVS erase: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Config cleared");
|
||||||
|
return final_err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool config_is_valid(const wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* device_id and private_key must be non-empty */
|
||||||
|
if (strlen(config->device_id) == 0) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (strlen(config->private_key) == 0) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,63 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file config.h
|
||||||
|
* @brief NVS Configuration Management
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef CONFIG_H
|
||||||
|
#define CONFIG_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <esp_err.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
/* WireGuard configuration structure */
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
char device_id[37]; /* UUID */
|
||||||
|
char private_key[64]; /* WG private key hex */
|
||||||
|
char preshared_key[64]; /* PSK hex */
|
||||||
|
char internal_ip[18]; /* e.g. "10.172.21.2" */
|
||||||
|
char server_pub[64]; /* Server WG public key hex */
|
||||||
|
char endpoint[128]; /* e.g. "italy-twenty.gl.at.ply.gg:59750" */
|
||||||
|
char dns[64]; /* DNS server */
|
||||||
|
char allowed_ips[128]; /* e.g. "0.0.0.0/0" */
|
||||||
|
char server_wg_ip[18]; /* e.g. "10.172.21.1" */
|
||||||
|
char config_hash[64]; /* Last config hash */
|
||||||
|
} wg_config_t;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Device state */
|
||||||
|
typedef enum {
|
||||||
|
STATE_BOOT,
|
||||||
|
STATE_WIFI_INIT,
|
||||||
|
STATE_WIFI_CONNECTED,
|
||||||
|
STATE_PROVISIONING,
|
||||||
|
STATE_PROVISIONED,
|
||||||
|
STATE_TUNNEL_UP,
|
||||||
|
STATE_TUNNEL_DOWN,
|
||||||
|
STATE_HEARTBEAT,
|
||||||
|
STATE_ERROR
|
||||||
|
} device_state_t;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize configuration module
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t config_init(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Save configuration to NVS
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t config_save(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Load configuration from NVS
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t config_load(wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Clear configuration from NVS
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t config_clear(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Check if configuration is valid
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
bool config_is_valid(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* CONFIG_H */
|
||||||
@@ -0,0 +1,136 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file crypto.c
|
||||||
|
* @brief AES-256-GCM Crypto Operations (mbedtls)
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include "crypto.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "mbedtls/sha256.h"
|
||||||
|
#include "mbedtls/cipher.h"
|
||||||
|
#include "mbedtls/error.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexus_crypto";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* AES-256-GCM constants */
|
||||||
|
#define GCM_NONCE_SIZE 12
|
||||||
|
#define GCM_TAG_SIZE 16
|
||||||
|
#define KEY_SIZE 32
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t crypto_init(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* mbedtls auto-initializes on first use, nothing needed */
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Crypto module initialized (mbedtls)");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t crypto_derive_key(const char *hwid, const char *salt, uint8_t key[32])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (hwid == NULL || salt == NULL || key == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Build input: hwid + salt (concatenation, NOT HMAC) */
|
||||||
|
size_t hwid_len = strlen(hwid);
|
||||||
|
size_t salt_len = strlen(salt);
|
||||||
|
size_t input_len = hwid_len + salt_len;
|
||||||
|
|
||||||
|
char *input = malloc(input_len);
|
||||||
|
if (input == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate key derivation input");
|
||||||
|
return ESP_ERR_NO_MEM;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
memcpy(input, hwid, hwid_len);
|
||||||
|
memcpy(input + hwid_len, salt, salt_len);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* SHA-256 hash */
|
||||||
|
int ret = mbedtls_sha256((const unsigned char *)input, input_len, key, 0);
|
||||||
|
free(input);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ret != 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "SHA-256 failed: -0x%04x", -ret);
|
||||||
|
return ESP_FAIL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Key derived from HWID+salt");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t crypto_decrypt(const uint8_t *ciphertext, size_t len,
|
||||||
|
const uint8_t key[32], uint8_t **plaintext,
|
||||||
|
size_t *plaintext_len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (ciphertext == NULL || key == NULL || plaintext == NULL || plaintext_len == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Minimum: nonce(12) + tag(16) = 28 bytes minimum */
|
||||||
|
if (len < GCM_NONCE_SIZE + GCM_TAG_SIZE) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Ciphertext too short: %zu bytes (min %d)", len, GCM_NONCE_SIZE + GCM_TAG_SIZE);
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_SIZE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Split: nonce(12) + encrypted_data + tag(16) */
|
||||||
|
const uint8_t *nonce = ciphertext;
|
||||||
|
const uint8_t *encrypted = ciphertext + GCM_NONCE_SIZE;
|
||||||
|
size_t encrypted_len = len - GCM_NONCE_SIZE - GCM_TAG_SIZE;
|
||||||
|
const uint8_t *tag = ciphertext + len - GCM_TAG_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Allocate output buffer */
|
||||||
|
uint8_t *out = malloc(encrypted_len + 1); /* +1 for null terminator (JSON payload) */
|
||||||
|
if (out == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate plaintext buffer");
|
||||||
|
return ESP_ERR_NO_MEM;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize mbedtls cipher context */
|
||||||
|
mbedtls_cipher_context_t ctx;
|
||||||
|
mbedtls_cipher_init(&ctx);
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = mbedtls_cipher_setup(&ctx, mbedtls_cipher_info_from_type(MBEDTLS_CIPHER_AES_256_GCM));
|
||||||
|
if (ret != 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Cipher setup failed: -0x%04x", -ret);
|
||||||
|
mbedtls_cipher_free(&ctx);
|
||||||
|
free(out);
|
||||||
|
return ESP_FAIL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = mbedtls_cipher_setkey(&ctx, key, KEY_SIZE * 8, MBEDTLS_DECRYPT);
|
||||||
|
if (ret != 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Cipher setkey failed: -0x%04x", -ret);
|
||||||
|
mbedtls_cipher_free(&ctx);
|
||||||
|
free(out);
|
||||||
|
return ESP_FAIL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = mbedtls_cipher_set_iv(&ctx, nonce, GCM_NONCE_SIZE);
|
||||||
|
if (ret != 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Cipher setiv failed: -0x%04x", -ret);
|
||||||
|
mbedtls_cipher_free(&ctx);
|
||||||
|
free(out);
|
||||||
|
return ESP_FAIL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Start decrypt */
|
||||||
|
ret = mbedtls_cipher_auth_decrypt(&ctx, tag, GCM_TAG_SIZE,
|
||||||
|
NULL, 0,
|
||||||
|
encrypted, encrypted_len,
|
||||||
|
out, plaintext_len);
|
||||||
|
mbedtls_cipher_free(&ctx);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ret != 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "AES-256-GCM decrypt failed: -0x%04x", -ret);
|
||||||
|
free(out);
|
||||||
|
return ESP_ERR_AUTH_CRYPTO;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Null-terminate for JSON parsing */
|
||||||
|
out[*plaintext_len] = '\0';
|
||||||
|
*plaintext = out;
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Decrypted %zu bytes", *plaintext_len);
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,41 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file crypto.h
|
||||||
|
* @brief AES-256-GCM Crypto Operations
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef CRYPTO_H
|
||||||
|
#define CRYPTO_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <esp_err.h>
|
||||||
|
#include <stdint.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize crypto module
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t crypto_init(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Derive key from HWID + salt
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param hwid Hardware ID
|
||||||
|
* @param salt Salt string
|
||||||
|
* @param key Output 32-byte key
|
||||||
|
* @return esp_err_t ESP_OK on success
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t crypto_derive_key(const char *hwid, const char *salt, uint8_t key[32]);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Decrypt AES-256-GCM ciphertext
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param ciphertext Input ciphertext (nonce + encrypted)
|
||||||
|
* @param len Ciphertext length
|
||||||
|
* @param key 32-byte key
|
||||||
|
* @param plaintext Output plaintext (caller must free)
|
||||||
|
* @param plaintext_len Output plaintext length
|
||||||
|
* @return esp_err_t ESP_OK on success
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t crypto_decrypt(const uint8_t *ciphertext, size_t len,
|
||||||
|
const uint8_t key[32], uint8_t **plaintext,
|
||||||
|
size_t *plaintext_len);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* CRYPTO_H */
|
||||||
@@ -0,0 +1,207 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file heartbeat.c
|
||||||
|
* @brief HTTP Heartbeat Loop
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <time.h>
|
||||||
|
#include "heartbeat.h"
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
#include "esp_http_client.h"
|
||||||
|
#include "cJSON.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexus_heartbeat";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Retry config */
|
||||||
|
#define MAX_RETRIES 3
|
||||||
|
#define CONNECT_TIMEOUT_MS 10000
|
||||||
|
#define READ_TIMEOUT_MS 30000
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Convert epoch seconds to ISO8601 string
|
||||||
|
* @param epoch Unix timestamp
|
||||||
|
* @param buf Output buffer (at least 25 bytes)
|
||||||
|
* @param buf_len Buffer length
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void epoch_to_iso8601(int64_t epoch, char *buf, size_t buf_len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
time_t t = (time_t)epoch;
|
||||||
|
struct tm tm_info;
|
||||||
|
gmtime_r(&t, &tm_info);
|
||||||
|
strftime(buf, buf_len, "%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ", &tm_info);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief HTTP event handler for heartbeat
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static esp_err_t heartbeat_event_handler(esp_http_client_event_t *evt)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
switch (evt->event_id) {
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ERROR:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_ERROR");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_CONNECTED:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_CONNECTED");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_HEADER:
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_DATA:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_ON_DATA, len=%d", evt->data_len);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_FINISH:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_FINISHED");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_DISCONNECTED:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_DISCONNECTED");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Helper: copy cJSON string to char buffer
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void copy_json_str(const cJSON *json, const char *key, char *buf, size_t buf_len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
cJSON *item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(json, key);
|
||||||
|
if (cJSON_IsString(item) && item->valuestring != NULL) {
|
||||||
|
strncpy(buf, item->valuestring, buf_len - 1);
|
||||||
|
buf[buf_len - 1] = '\0';
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t heartbeat_send(const wg_config_t *config, const char *status,
|
||||||
|
bool tunnel_up, int64_t last_handshake)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL || status == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Convert last_handshake to ISO8601 */
|
||||||
|
char handshake_str[25] = "1970-01-01T00:00:00Z";
|
||||||
|
if (last_handshake > 0) {
|
||||||
|
epoch_to_iso8601(last_handshake, handshake_str, sizeof(handshake_str));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Build request JSON */
|
||||||
|
cJSON *req_json = cJSON_CreateObject();
|
||||||
|
cJSON_AddStringToObject(req_json, "device_id", config->device_id);
|
||||||
|
cJSON_AddStringToObject(req_json, "status", status);
|
||||||
|
cJSON_AddBoolToObject(req_json, "tunnel_up", tunnel_up);
|
||||||
|
cJSON_AddStringToObject(req_json, "last_handshake", handshake_str);
|
||||||
|
char *req_body = cJSON_PrintUnformatted(req_json);
|
||||||
|
cJSON_Delete(req_json);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (req_body == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to create heartbeat JSON");
|
||||||
|
return ESP_ERR_NO_MEM;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Build URL — use server_wg_ip if available, else we need external URL
|
||||||
|
* For simplicity, we store server_url elsewhere or use the configured endpoint.
|
||||||
|
* Since we don't have server_url in wg_config_t, we construct from endpoint.
|
||||||
|
* TODO: store server_url in config or pass as param */
|
||||||
|
char url[192];
|
||||||
|
/* Use server_wg_ip to build the heartbeat URL */
|
||||||
|
if (strlen(config->server_wg_ip) > 0) {
|
||||||
|
snprintf(url, sizeof(url), "http://%s:8080/api/v1/heartbeat", config->server_wg_ip);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
/* Fallback — shouldn't happen in normal operation */
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "No server_wg_ip configured");
|
||||||
|
free(req_body);
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t final_err = ESP_FAIL;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int attempt = 1; attempt <= MAX_RETRIES; attempt++) {
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "Heartbeat attempt %d/%d...", attempt, MAX_RETRIES);
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_http_client_config_t http_config = {
|
||||||
|
.url = url,
|
||||||
|
.event_handler = heartbeat_event_handler,
|
||||||
|
.timeout_ms = CONNECT_TIMEOUT_MS,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&http_config);
|
||||||
|
if (client == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to init HTTP client");
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_POST);
|
||||||
|
esp_http_client_set_header(client, "Content-Type", "application/json");
|
||||||
|
esp_http_client_set_post_field(client, req_body, strlen(req_body));
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t err = esp_http_client_open(client, strlen(req_body));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "HTTP open failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int written = esp_http_client_write(client, req_body, strlen(req_body));
|
||||||
|
if (written < 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "HTTP write failed");
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int content_length = esp_http_client_fetch_headers(client);
|
||||||
|
int status_code = esp_http_client_get_status_code(client);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (status_code != 200) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "Heartbeat failed, HTTP %d", status_code);
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Read response body for config sync */
|
||||||
|
if (content_length > 0) {
|
||||||
|
char *response_buf = malloc(content_length + 1);
|
||||||
|
if (response_buf != NULL) {
|
||||||
|
int read_len = esp_http_client_read(client, response_buf, content_length);
|
||||||
|
response_buf[read_len] = '\0';
|
||||||
|
|
||||||
|
/* TODO: Parse config sync fields if config_changed is detected
|
||||||
|
* For now, log the response size */
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "Heartbeat response: %d bytes", read_len);
|
||||||
|
|
||||||
|
free(response_buf);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
final_err = ESP_OK;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
free(req_body);
|
||||||
|
return final_err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool heartbeat_config_changed(const char *old_hash, const char *new_hash)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (old_hash == NULL || new_hash == NULL) {
|
||||||
|
/* If either is NULL, treat as changed */
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Empty new hash means no hash provided — treat as changed */
|
||||||
|
if (strlen(new_hash) == 0) {
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Simple string comparison */
|
||||||
|
return (strcmp(old_hash, new_hash) != 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,35 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file heartbeat.h
|
||||||
|
* @brief HTTP Heartbeat Loop
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef HEARTBEAT_H
|
||||||
|
#define HEARTBEAT_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <esp_err.h>
|
||||||
|
#include <stdint.h>
|
||||||
|
#include <stdbool.h>
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Send heartbeat to server
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param config Device configuration
|
||||||
|
* @param status Device status ("connected", "recovering", "stopped")
|
||||||
|
* @param tunnel_up WireGuard tunnel status
|
||||||
|
* @param last_handshake Last handshake timestamp (epoch seconds)
|
||||||
|
* @return esp_err_t ESP_OK on success
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t heartbeat_send(const wg_config_t *config, const char *status,
|
||||||
|
bool tunnel_up, int64_t last_handshake);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Check if config changed based on hash comparison
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param old_hash Previous config hash
|
||||||
|
* @param new_hash New config hash
|
||||||
|
* @return true if config changed, false otherwise
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
bool heartbeat_config_changed(const char *old_hash, const char *new_hash);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* HEARTBEAT_H */
|
||||||
@@ -0,0 +1,248 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file main.c
|
||||||
|
* @brief NexusGuard Embedded Agent - Main Entry Point
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* ESP32-based WireGuard agent for IoT/edge devices.
|
||||||
|
* Connects to NexusGuard Server Core via HTTP provisioning + heartbeat.
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @version 1.0.0
|
||||||
|
* @date 2026-06-26
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include "freertos/FreeRTOS.h"
|
||||||
|
#include "freertos/task.h"
|
||||||
|
#include "freertos/event_groups.h"
|
||||||
|
#include "esp_system.h"
|
||||||
|
#include "esp_wifi.h"
|
||||||
|
#include "esp_event.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
#include "esp_ota_ops.h"
|
||||||
|
#include "nvs_flash.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Agent modules */
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
#include "wifi.h"
|
||||||
|
#include "provision.h"
|
||||||
|
#include "heartbeat.h"
|
||||||
|
#include "tunnel.h"
|
||||||
|
#include "crypto.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexusguard";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Event bits */
|
||||||
|
#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0
|
||||||
|
#define PROVISIONED_BIT BIT1
|
||||||
|
#define TUNNEL_UP_BIT BIT2
|
||||||
|
#define HEARTBEAT_OK_BIT BIT3
|
||||||
|
|
||||||
|
static EventGroupHandle_t s_event_group;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Agent configuration */
|
||||||
|
static wg_config_t s_config;
|
||||||
|
static device_state_t s_state = STATE_BOOT;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Get hardware ID from ESP32 eFuse MAC
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void get_hardware_id(char *hwid, size_t len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
uint8_t mac[6];
|
||||||
|
esp_efuse_mac_get_default(mac);
|
||||||
|
snprintf(hwid, len, "%02x%02x%02x%02x%02x%02x",
|
||||||
|
mac[0], mac[1], mac[2], mac[3], mac[4], mac[5]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief WiFi event handler
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void wifi_event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base,
|
||||||
|
int32_t event_id, void *event_data)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START) {
|
||||||
|
esp_wifi_connect();
|
||||||
|
} else if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "WiFi disconnected, reconnecting...");
|
||||||
|
esp_wifi_connect();
|
||||||
|
xEventGroupClearBits(s_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
|
||||||
|
} else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP) {
|
||||||
|
ip_event_got_ip_t *event = (ip_event_got_ip_t *)event_data;
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Got IP: " IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
|
||||||
|
xEventGroupSetBits(s_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize WiFi
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static esp_err_t init_wifi(const char *ssid, const char *password)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Initializing WiFi...");
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
|
||||||
|
esp_netif_create_default_wifi_sta();
|
||||||
|
|
||||||
|
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_event_handler_instance_t instance_any_id;
|
||||||
|
esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID,
|
||||||
|
&wifi_event_handler, NULL, &instance_any_id));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP,
|
||||||
|
&wifi_event_handler, NULL, &instance_got_ip));
|
||||||
|
|
||||||
|
wifi_config_t wifi_config = {
|
||||||
|
.sta = {
|
||||||
|
.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
strncpy((char *)wifi_config.sta.ssid, ssid, sizeof(wifi_config.sta.ssid) - 1);
|
||||||
|
strncpy((char *)wifi_config.sta.password, password, sizeof(wifi_config.sta.password) - 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WiFi initialized, connecting to %s...", ssid);
|
||||||
|
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Main entry point
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void app_main(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "=== NexusGuard Embedded Agent v%s ===", CONFIG_NEXUS_AGENT_VERSION);
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Hardware: %s", CONFIG_IDF_TARGET);
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "IDF Version: %s", esp_get_idf_version());
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Server: %s", CONFIG_NEXUS_SERVER_URL);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize NVS */
|
||||||
|
esp_err_t ret = nvs_flash_init();
|
||||||
|
if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
|
||||||
|
ret = nvs_flash_init();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(ret);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Create event group */
|
||||||
|
s_event_group = xEventGroupCreate();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Get hardware ID */
|
||||||
|
char hwid[32];
|
||||||
|
get_hardware_id(hwid, sizeof(hwid));
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Hardware ID: %s", hwid);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize modules */
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(config_init());
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(crypto_init());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Load saved config */
|
||||||
|
ret = config_load(&s_config);
|
||||||
|
if (ret == ESP_OK && config_is_valid(&s_config)) {
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Loaded saved config for device: %s", s_config.device_id);
|
||||||
|
xEventGroupSetBits(s_event_group, PROVISIONED_BIT);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "No valid config found, will provision...");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize WiFi */
|
||||||
|
const char *ssid = CONFIG_NEXUS_WIFI_SSID;
|
||||||
|
const char *password = CONFIG_NEXUS_WIFI_PASSWORD;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (strlen(ssid) == 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "WiFi SSID not configured! Set via menuconfig or NVS.");
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Run: idf.py menuconfig → Component config → NexusGuard Agent");
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
init_wifi(ssid, password);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Wait for WiFi connection */
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Waiting for WiFi connection...");
|
||||||
|
xEventGroupWaitBits(s_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT, pdFALSE, pdTRUE,
|
||||||
|
pdMS_TO_TICKS(30000));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!(xEventGroupGetBits(s_event_group) & WIFI_CONNECTED_BIT)) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "WiFi connection failed, restarting...");
|
||||||
|
esp_restart();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WiFi connected!");
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Provision if needed */
|
||||||
|
if (!(xEventGroupGetBits(s_event_group) & PROVISIONED_BIT)) {
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Provisioning device...");
|
||||||
|
s_state = STATE_PROVISIONING;
|
||||||
|
|
||||||
|
const char *server_url = CONFIG_NEXUS_SERVER_URL;
|
||||||
|
const char *token = CONFIG_NEXUS_REG_TOKEN;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (strlen(server_url) == 0 || strlen(token) == 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Server URL or registration token not configured!");
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Run: idf.py menuconfig → Component config → NexusGuard Agent");
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = provision_device(server_url, token, hwid, &s_config);
|
||||||
|
if (ret != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Provisioning failed: %s", esp_err_to_name(ret));
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Restarting in 5 seconds...");
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
||||||
|
esp_restart();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Provisioning successful!");
|
||||||
|
xEventGroupSetBits(s_event_group, PROVISIONED_BIT);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize WireGuard tunnel */
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Initializing WireGuard tunnel...");
|
||||||
|
s_state = STATE_TUNNEL_UP;
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = tunnel_init(&s_config);
|
||||||
|
if (ret != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Tunnel initialization failed: %s", esp_err_to_name(ret));
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Restarting in 5 seconds...");
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
|
||||||
|
esp_restart();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WireGuard tunnel initialized!");
|
||||||
|
xEventGroupSetBits(s_event_group, TUNNEL_UP_BIT);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Main heartbeat loop */
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Starting heartbeat loop...");
|
||||||
|
s_state = STATE_HEARTBEAT;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (1) {
|
||||||
|
/* Wait for 30 seconds */
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(30000));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Check WiFi */
|
||||||
|
if (!(xEventGroupGetBits(s_event_group) & WIFI_CONNECTED_BIT)) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "WiFi not connected, skipping heartbeat");
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Send heartbeat */
|
||||||
|
bool tunnel_up = tunnel_is_up();
|
||||||
|
int64_t last_hs = tunnel_get_last_handshake();
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = heartbeat_send(&s_config, "connected", tunnel_up, last_hs);
|
||||||
|
if (ret != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "Heartbeat failed: %s", esp_err_to_name(ret));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Heartbeat sent (tunnel=%s)", tunnel_up ? "up" : "down");
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Check for config changes */
|
||||||
|
// TODO: Compare config hash and rebuild tunnel if needed
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,279 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file provision.c
|
||||||
|
* @brief HTTP Provisioning
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include "provision.h"
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
#include "crypto.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
#include "esp_http_client.h"
|
||||||
|
#include "cJSON.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "mbedtls/base64.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexus_provision";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Retry config */
|
||||||
|
#define MAX_RETRIES 3
|
||||||
|
#define CONNECT_TIMEOUT_MS 10000
|
||||||
|
#define READ_TIMEOUT_MS 30000
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Config key name for decryption (must match server) */
|
||||||
|
#define CONFIG_NEXUS_SALT CONFIG_NEXUS_SERVER_SALT
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Helper: copy cJSON string to char buffer with bounds check
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void copy_json_str(const cJSON *json, const char *key, char *buf, size_t buf_len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
cJSON *item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(json, key);
|
||||||
|
if (cJSON_IsString(item) && item->valuestring != NULL) {
|
||||||
|
strncpy(buf, item->valuestring, buf_len - 1);
|
||||||
|
buf[buf_len - 1] = '\0';
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief HTTP event handler for provisioning
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static esp_err_t provision_event_handler(esp_http_client_event_t *evt)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
switch (evt->event_id) {
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ERROR:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_ERROR");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_CONNECTED:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_CONNECTED");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_HEADER:
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_DATA:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_ON_DATA, len=%d", evt->data_len);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_ON_FINISH:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_FINISHED");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case HTTP_EVENT_DISCONNECTED:
|
||||||
|
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_DISCONNECTED");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t provision_device(const char *server_url, const char *token,
|
||||||
|
const char *hwid, wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (server_url == NULL || token == NULL || hwid == NULL || config == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Starting provisioning...");
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Build request JSON */
|
||||||
|
cJSON *req_json = cJSON_CreateObject();
|
||||||
|
cJSON_AddStringToObject(req_json, "token", token);
|
||||||
|
cJSON_AddStringToObject(req_json, "hwid", hwid);
|
||||||
|
char *req_body = cJSON_PrintUnformatted(req_json);
|
||||||
|
cJSON_Delete(req_json);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (req_body == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to create request JSON");
|
||||||
|
return ESP_ERR_NO_MEM;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Build URL */
|
||||||
|
char url[192];
|
||||||
|
snprintf(url, sizeof(url), "%s/api/v1/provision", server_url);
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t final_err = ESP_FAIL;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int attempt = 1; attempt <= MAX_RETRIES; attempt++) {
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Provisioning attempt %d/%d...", attempt, MAX_RETRIES);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Configure HTTP client */
|
||||||
|
esp_http_client_config_t http_config = {
|
||||||
|
.url = url,
|
||||||
|
.event_handler = provision_event_handler,
|
||||||
|
.timeout_ms = CONNECT_TIMEOUT_MS,
|
||||||
|
.transport_type = HTTP_TRANSPORT_OVER_SSL,
|
||||||
|
.skip_cert_common_name_check = true, /* TODO: use proper CA cert */
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&http_config);
|
||||||
|
if (client == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to init HTTP client");
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Set POST data */
|
||||||
|
esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_POST);
|
||||||
|
esp_http_client_set_header(client, "Content-Type", "application/json");
|
||||||
|
esp_http_client_set_post_field(client, req_body, strlen(req_body));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Execute request */
|
||||||
|
esp_err_t err = esp_http_client_open(client, strlen(req_body));
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "HTTP open failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int written = esp_http_client_write(client, req_body, strlen(req_body));
|
||||||
|
if (written < 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "HTTP write failed");
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int content_length = esp_http_client_fetch_headers(client);
|
||||||
|
int status_code = esp_http_client_get_status_code(client);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (status_code != 200) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Provisioning failed, HTTP %d", status_code);
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Read response body */
|
||||||
|
char *response_buf = malloc(content_length + 1);
|
||||||
|
if (response_buf == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate response buffer");
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
final_err = ESP_ERR_NO_MEM;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int read_len = esp_http_client_read(client, response_buf, content_length);
|
||||||
|
esp_http_client_close(client);
|
||||||
|
esp_http_client_cleanup(client);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (read_len < 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "HTTP read failed");
|
||||||
|
free(response_buf);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
response_buf[read_len] = '\0';
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Parse response JSON */
|
||||||
|
cJSON *resp_json = cJSON_Parse(response_buf);
|
||||||
|
free(response_buf);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (resp_json == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to parse response JSON");
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Extract encrypted_config (base64) */
|
||||||
|
cJSON *encrypted_item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(resp_json, "encrypted_config");
|
||||||
|
if (!cJSON_IsString(encrypted_item) || encrypted_item->valuestring == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Response missing 'encrypted_config'");
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const char *b64_data = encrypted_item->valuestring;
|
||||||
|
size_t b64_len = strlen(b64_data);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Base64 decode */
|
||||||
|
size_t decoded_max_len = (b64_len * 3) / 4 + 4;
|
||||||
|
uint8_t *decoded_buf = malloc(decoded_max_len);
|
||||||
|
if (decoded_buf == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate base64 decode buffer");
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
final_err = ESP_ERR_NO_MEM;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
size_t decoded_len = 0;
|
||||||
|
int b64_ret = mbedtls_base64_decode(decoded_buf, decoded_max_len, &decoded_len,
|
||||||
|
(const unsigned char *)b64_data, b64_len);
|
||||||
|
if (b64_ret != 0) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Base64 decode failed: -0x%04x", -b64_ret);
|
||||||
|
free(decoded_buf);
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Derive decryption key: SHA256(hwid + salt) */
|
||||||
|
uint8_t key[32];
|
||||||
|
err = crypto_derive_key(hwid, CONFIG_NEXUS_SALT, key);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Key derivation failed");
|
||||||
|
explicit_bzero(key, sizeof(key));
|
||||||
|
free(decoded_buf);
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
final_err = err;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Decrypt config */
|
||||||
|
uint8_t *plaintext = NULL;
|
||||||
|
size_t plaintext_len = 0;
|
||||||
|
err = crypto_decrypt(decoded_buf, decoded_len, key, &plaintext, &plaintext_len);
|
||||||
|
explicit_bzero(key, sizeof(key));
|
||||||
|
free(decoded_buf);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Decryption failed");
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Parse decrypted JSON payload */
|
||||||
|
cJSON *config_json = cJSON_Parse((char *)plaintext);
|
||||||
|
free(plaintext);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (config_json == NULL) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to parse decrypted config JSON");
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000 * attempt));
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Extract config fields */
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "device_id", config->device_id, sizeof(config->device_id));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "private_key", config->private_key, sizeof(config->private_key));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "preshared_key", config->preshared_key, sizeof(config->preshared_key));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "internal_ip", config->internal_ip, sizeof(config->internal_ip));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "server_pub", config->server_pub, sizeof(config->server_pub));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "endpoint", config->endpoint, sizeof(config->endpoint));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "dns", config->dns, sizeof(config->dns));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "allowed_ips", config->allowed_ips, sizeof(config->allowed_ips));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "server_wg_ip", config->server_wg_ip, sizeof(config->server_wg_ip));
|
||||||
|
copy_json_str(config_json, "config_hash", config->config_hash, sizeof(config->config_hash));
|
||||||
|
|
||||||
|
cJSON_Delete(config_json);
|
||||||
|
cJSON_Delete(resp_json);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Save config to NVS */
|
||||||
|
err = config_save(config);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Failed to save config: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
final_err = err;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Provisioning complete, device: %s", config->device_id);
|
||||||
|
final_err = ESP_OK;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
free(req_body);
|
||||||
|
return final_err;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,24 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file provision.h
|
||||||
|
* @brief HTTP Provisioning
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef PROVISION_H
|
||||||
|
#define PROVISION_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <esp_err.h>
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Provision device with server
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param server_url Server URL (e.g., "https://api-nexus.datadunia.com")
|
||||||
|
* @param token Registration token
|
||||||
|
* @param hwid Hardware ID
|
||||||
|
* @param config Configuration to populate
|
||||||
|
* @return esp_err_t ESP_OK on success
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t provision_device(const char *server_url, const char *token,
|
||||||
|
const char *hwid, wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* PROVISION_H */
|
||||||
@@ -0,0 +1,106 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file tunnel.c
|
||||||
|
* @brief WireGuard Tunnel Management (Stub)
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* TODO: Integrate wireguard-esp32 component for actual WireGuard tunnel.
|
||||||
|
* These are stubs that log and maintain state for the heartbeat loop.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include <time.h>
|
||||||
|
#include "tunnel.h"
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexus_tunnel";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Tunnel state */
|
||||||
|
static bool s_tunnel_up = false;
|
||||||
|
static int64_t s_last_handshake = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_init(const wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Initializing WireGuard tunnel...");
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, " Device: %s", config->device_id);
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, " Endpoint: %s", config->endpoint);
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, " Internal IP: %s", config->internal_ip);
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, " Allowed IPs: %s", config->allowed_ips);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* TODO: integrate wireguard-esp32 component */
|
||||||
|
/* Steps when integrated:
|
||||||
|
* 1. Parse private_key hex to binary
|
||||||
|
* 2. Parse server_pub hex to binary
|
||||||
|
* 3. Parse preshared_key hex to binary
|
||||||
|
* 4. Create WireGuard device with private_key
|
||||||
|
* 5. Add peer with server_pub, preshared_key, endpoint
|
||||||
|
* 6. Set peer allowed_ips
|
||||||
|
* 7. Start WireGuard tunnel
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Stub: mark tunnel as up and record handshake time */
|
||||||
|
s_tunnel_up = true;
|
||||||
|
s_last_handshake = (int64_t)time(NULL);
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WireGuard tunnel initialized (stub)");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_apply_config(const wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Applying WireGuard config...");
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, " Endpoint: %s", config->endpoint);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* TODO: integrate wireguard-esp32 component */
|
||||||
|
/* Steps when integrated:
|
||||||
|
* 1. Stop existing tunnel
|
||||||
|
* 2. Reconfigure device with new keys
|
||||||
|
* 3. Reconfigure peer with new endpoint/allowed_ips
|
||||||
|
* 4. Restart tunnel
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
s_tunnel_up = true;
|
||||||
|
s_last_handshake = (int64_t)time(NULL);
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WireGuard config applied (stub)");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_rebuild(const wg_config_t *config)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (config == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Rebuilding WireGuard tunnel...");
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Mark tunnel down during rebuild */
|
||||||
|
s_tunnel_up = false;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Apply new config */
|
||||||
|
esp_err_t err = tunnel_apply_config(config);
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "Tunnel rebuild failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WireGuard tunnel rebuilt successfully");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int64_t tunnel_get_last_handshake(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return s_last_handshake;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool tunnel_is_up(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return s_tunnel_up;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,39 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file tunnel.h
|
||||||
|
* @brief WireGuard Tunnel Management
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef TUNNEL_H
|
||||||
|
#define TUNNEL_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <esp_err.h>
|
||||||
|
#include <stdint.h>
|
||||||
|
#include <stdbool.h>
|
||||||
|
#include "config.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize WireGuard tunnel
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_init(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Apply configuration to tunnel
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_apply_config(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Rebuild tunnel with new configuration
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t tunnel_rebuild(const wg_config_t *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Get last handshake timestamp (epoch seconds)
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
int64_t tunnel_get_last_handshake(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Check if tunnel is up
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
bool tunnel_is_up(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* TUNNEL_H */
|
||||||
@@ -0,0 +1,147 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file wifi.c
|
||||||
|
* @brief WiFi STA Management
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include "wifi.h"
|
||||||
|
#include "esp_wifi.h"
|
||||||
|
#include "esp_event.h"
|
||||||
|
#include "esp_log.h"
|
||||||
|
#include "esp_netif.h"
|
||||||
|
#include "freertos/FreeRTOS.h"
|
||||||
|
#include "freertos/event_groups.h"
|
||||||
|
#include "freertos/task.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static const char *TAG = "nexus_wifi";
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Event group bits */
|
||||||
|
#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0
|
||||||
|
#define WIFI_FAIL_BIT BIT1
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Static state */
|
||||||
|
static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group = NULL;
|
||||||
|
static esp_netif_t *s_sta_netif = NULL;
|
||||||
|
static esp_event_handler_instance_t s_any_id_instance = NULL;
|
||||||
|
static esp_event_handler_instance_t s_got_ip_instance = NULL;
|
||||||
|
static bool s_initialized = false;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief WiFi event handler
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void wifi_event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base,
|
||||||
|
int32_t event_id, void *event_data)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (event_base == WIFI_EVENT) {
|
||||||
|
switch (event_id) {
|
||||||
|
case WIFI_EVENT_STA_START:
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WiFi STA started, connecting...");
|
||||||
|
esp_wifi_connect();
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
case WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED:
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "WiFi disconnected");
|
||||||
|
xEventGroupClearBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
|
||||||
|
/* Auto-reconnect is handled by esp_wifi_connect() below */
|
||||||
|
esp_wifi_connect();
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP) {
|
||||||
|
ip_event_got_ip_t *event = (ip_event_got_ip_t *)event_data;
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Got IP: " IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
|
||||||
|
xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t wifi_init_sta(const char *ssid, const char *password)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (ssid == NULL || password == NULL) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_ARG;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (s_initialized) {
|
||||||
|
ESP_LOGW(TAG, "WiFi already initialized");
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Initializing WiFi STA...");
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Create event group */
|
||||||
|
s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize network interface */
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
|
||||||
|
s_sta_netif = esp_netif_create_default_wifi_sta();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Initialize WiFi */
|
||||||
|
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Register event handlers */
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(
|
||||||
|
WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID,
|
||||||
|
&wifi_event_handler, NULL, &s_any_id_instance));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(
|
||||||
|
IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP,
|
||||||
|
&wifi_event_handler, NULL, &s_got_ip_instance));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Configure WiFi */
|
||||||
|
wifi_config_t wifi_config = {
|
||||||
|
.sta = {
|
||||||
|
.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
|
||||||
|
.pmf_cfg = {
|
||||||
|
.capable = true,
|
||||||
|
.required = false,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
},
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
strncpy((char *)wifi_config.sta.ssid, ssid, sizeof(wifi_config.sta.ssid) - 1);
|
||||||
|
strncpy((char *)wifi_config.sta.password, password, sizeof(wifi_config.sta.password) - 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());
|
||||||
|
|
||||||
|
s_initialized = true;
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "WiFi STA initialized, will connect to: %s", ssid);
|
||||||
|
|
||||||
|
return ESP_OK;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t wifi_connect(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!s_initialized) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "WiFi not initialized, call wifi_init_sta first");
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Connecting to WiFi...");
|
||||||
|
esp_err_t err = esp_wifi_connect();
|
||||||
|
if (err != ESP_OK) {
|
||||||
|
ESP_LOGE(TAG, "WiFi connect failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
esp_err_t wifi_disconnect(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!s_initialized) {
|
||||||
|
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ESP_LOGI(TAG, "Disconnecting from WiFi...");
|
||||||
|
return esp_wifi_disconnect();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool wifi_is_connected(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (s_wifi_event_group == NULL) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return (xEventGroupGetBits(s_wifi_event_group) & WIFI_CONNECTED_BIT) != 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,31 @@
|
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file wifi.h
|
||||||
|
* @brief WiFi STA Management
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef WIFI_H
|
||||||
|
#define WIFI_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <esp_err.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize WiFi in STA mode
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t wifi_init_sta(const char *ssid, const char *password);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Connect to WiFi
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t wifi_connect(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Disconnect from WiFi
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
esp_err_t wifi_disconnect(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Check if WiFi is connected
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
bool wifi_is_connected(void);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* WIFI_H */
|
||||||
@@ -0,0 +1,77 @@
|
|||||||
|
# NexusGuard Embedded Agent Configuration
|
||||||
|
|
||||||
|
# Target
|
||||||
|
CONFIG_IDF_TARGET="esp32"
|
||||||
|
|
||||||
|
# WiFi
|
||||||
|
CONFIG_ESP_WIFI_SSID=""
|
||||||
|
CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD=""
|
||||||
|
CONFIG_ESP_WIFI_AUTHMODE=WPA2_PSK
|
||||||
|
CONFIG_ESP_WIFI_SCAN_TYPE=ACTIVE
|
||||||
|
CONFIG_ESP_WIFI_CONNECT_TIMEOUT_MS=10000
|
||||||
|
|
||||||
|
# HTTP Client
|
||||||
|
CONFIG_ESP_HTTP_CLIENT_ENABLE_HTTPS=y
|
||||||
|
CONFIG_ESP_HTTP_CLIENT_ENABLE_TLS=y
|
||||||
|
CONFIG_ESP_TLS_USING_MBEDTLS=y
|
||||||
|
|
||||||
|
# NVS
|
||||||
|
CONFIG_NVS_ENCRYPTION=n
|
||||||
|
CONFIG_NVS_PARTITION_ENCRYPTED=n
|
||||||
|
|
||||||
|
# FreeRTOS
|
||||||
|
CONFIG_FREERTOS_HZ=1000
|
||||||
|
CONFIG_FREERTOS_TIMER_TASK_STACK_DEPTH=4096
|
||||||
|
CONFIG_FREERTOS_TASK_FUNCTION_WRAPPER=n
|
||||||
|
|
||||||
|
# LWIP
|
||||||
|
CONFIG_LWIP_IP4_NAPT=n
|
||||||
|
CONFIG_LWIP_NETIF_LOOPBACK=y
|
||||||
|
|
||||||
|
# mbedTLS
|
||||||
|
CONFIG_MBEDTLS_SSL_PROTO_TLS1_2=y
|
||||||
|
CONFIG_MBEDTLS_KEY_EXCHANGE_ECDHE_RSA=y
|
||||||
|
CONFIG_MBEDTLS_AES_C=y
|
||||||
|
CONFIG_MBEDTLS_GCM_C=y
|
||||||
|
CONFIG_MBEDTLS_SHA256_C=y
|
||||||
|
|
||||||
|
# Log Level
|
||||||
|
CONFIG_LOG_DEFAULT_LEVEL=3
|
||||||
|
CONFIG_LOG_DEFAULT_LEVEL_INFO=y
|
||||||
|
|
||||||
|
# Stack Size
|
||||||
|
CONFIG_ESP_MAIN_TASK_STACK_SIZE=8192
|
||||||
|
CONFIG_ESP_SYSTEM_EVENT_TASK_STACK_SIZE=4096
|
||||||
|
|
||||||
|
# Power Management
|
||||||
|
CONFIG_PM_ENABLE=n
|
||||||
|
CONFIG_PM_DFS_INIT_AUTO=y
|
||||||
|
CONFIG_PM_DFS_APB_MAX_FREQ=80
|
||||||
|
|
||||||
|
# Flash
|
||||||
|
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHSIZE_4MB=y
|
||||||
|
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHMODE=QIO
|
||||||
|
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHFREQ_80M=y
|
||||||
|
|
||||||
|
# Partition Table
|
||||||
|
CONFIG_PARTITION_TABLE_SINGLE_APP=y
|
||||||
|
CONFIG_PARTITION_TABLE_CUSTOM=n
|
||||||
|
|
||||||
|
# Watchdog
|
||||||
|
CONFIG_ESP_TASK_WDT=y
|
||||||
|
CONFIG_ESP_TASK_WDT_TIMEOUT_S=10
|
||||||
|
CONFIG_ESP_TASK_WDT_CHECK_IDLE_TASK_CPU0=y
|
||||||
|
|
||||||
|
# HTTPS Server (for OTA in future)
|
||||||
|
CONFIG_HTTPD_MAX_REQ_HDR_LEN=1024
|
||||||
|
CONFIG_HTTPD_MAX_URI_LEN=512
|
||||||
|
|
||||||
|
# Application Version
|
||||||
|
CONFIG_NEXUSGUARD_AGENT_VERSION="1.0.0"
|
||||||
|
|
||||||
|
# NexusGuard Server Configuration
|
||||||
|
CONFIG_NEXUS_SERVER_URL="https://api-nexus.datadunia.com"
|
||||||
|
CONFIG_NEXUS_REG_TOKEN=""
|
||||||
|
CONFIG_NEXUS_SERVER_SALT=""
|
||||||
|
CONFIG_NEXUS_WIFI_SSID=""
|
||||||
|
CONFIG_NEXUS_WIFI_PASSWORD=""
|
||||||
@@ -0,0 +1,253 @@
|
|||||||
|
# Namespace + VRF Summary
|
||||||
|
|
||||||
|
> Enterprise Network Isolation for NexusGuard SD-WAN — Reference Architecture
|
||||||
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|
## Executive Summary
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|
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|
This document provides a high-level summary of the Namespace + VRF architecture for enterprise-grade network isolation in NexusGuard.
|
||||||
|
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||||||
|
## Key Concepts
|
||||||
|
|
||||||
|
### 1. Network Namespace
|
||||||
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|
**What:** Complete network stack isolation at kernel level
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**Benefits:**
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- Isolated network interfaces
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- Isolated routing tables
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- Isolated nftables rules
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- Isolated socket bindings
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**Use Case:** Multi-tenant SD-WAN, compliance isolation
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### 2. VRF (Virtual Routing and Forwarding)
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**What:** Routing table isolation within a namespace
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**Benefits:**
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- Multiple routing tables per namespace
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- Same IP across different VRFs
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- Policy routing support
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**Use Case:** Development/testing isolation, network segmentation
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### 3. Multi-User API Access
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**What:** Role-based access control per namespace
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**Benefits:**
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- Multiple users per namespace
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- Different permission levels (admin, operator, viewer)
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- Audit trail per user
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**Use Case:** Enterprise deployments, team collaboration
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## Architecture Overview
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Linux Kernel │
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│ │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ Default Namespace (root) │ │
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│ │ └── eth0, wg0 (server mgmt) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ Namespace: ns_zerocode │ │
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|
│ │ ├── VRF: vrf_main (table 100) │ │
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|
│ │ │ └── wg-z-main (10.100.0.1/24) │ │
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|
│ │ │ ├── Device A: 10.100.0.2 │ │
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|
│ │ │ └── Device B: 10.100.0.3 │ │
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|
│ │ └── nftables (isolated rules) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ Namespace: ns_alice │ │
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|
│ │ ├── VRF: vrf_main (table 100) │ │
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|
│ │ │ └── wg-a-main (10.100.0.1/24) ← SAMA! │ │
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|
│ │ │ ├── Device C: 10.100.0.2 │ │
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|
│ │ │ └── Device D: 10.100.0.3 │ │
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|
│ │ └── nftables (isolated rules) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
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└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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```
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## Document Index
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| Document | Description | Key Topics |
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|----------|-------------|------------|
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| [architecture.md](architecture.md) | Main architecture document | Concept, data model, API design |
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|
| [quick-reference.md](quick-reference.md) | Kernel commands cheat sheet | Namespace, VRF, WireGuard commands |
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|
| [comparison.md](comparison.md) | Comparison with current architecture | Pros/cons, use cases, decision matrix |
|
||||||
|
| [implementation-guide.md](implementation-guide.md) | Step-by-step implementation | Database, API, testing, deployment |
|
||||||
|
| [troubleshooting.md](troubleshooting.md) | Troubleshooting guide | Common issues, debugging, logs |
|
||||||
|
| [security.md](security.md) | Security considerations | Isolation, attacks, compliance |
|
||||||
|
| [performance.md](performance.md) | Performance considerations | Overhead, benchmarks, optimization |
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## Key Features
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### 1. Complete Isolation
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✅ Network interfaces (per namespace)
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✅ Routing tables (per VRF)
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✅ nftables rules (per namespace)
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✅ Socket bindings (per namespace)
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✅ API access (per namespace)
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```
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### 2. IP Conflict Prevention
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```
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✅ Same IP across different namespaces
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✅ Same IP across different VRFs
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✅ Automatic isolation
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✅ No manual configuration
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```
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### 3. Multi-User Access
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```
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✅ Role-based access control
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✅ Multiple users per namespace
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✅ Admin, operator, viewer roles
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✅ Audit trail per user
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```
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### 4. Compliance Ready
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```
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✅ PCI DSS isolation
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✅ HIPAA data isolation
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✅ SOC 2 monitoring
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✅ Audit logging
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```
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## Implementation Timeline
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| Phase | Description | Duration | Status |
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|-------|-------------|----------|--------|
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| Phase 1 | Database schema | 1 week | Not started |
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| Phase 2 | Namespace manager | 1 week | Not started |
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| Phase 3 | VRF manager | 1 week | Not started |
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| Phase 4 | WireGuard integration | 1 week | Not started |
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| Phase 5 | Firewall integration | 1 week | Not started |
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| Phase 6 | API gateway | 1 week | Not started |
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| Phase 7 | Dashboard UI | 1 week | Not started |
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| Phase 8 | Testing & documentation | 1 week | Not started |
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| **Total** | | **8 weeks** | |
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## Resource Requirements
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### Small Deployment (< 10 users)
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CPU: 2 cores
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RAM: 4GB
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Network: 1Gbps
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Storage: 50GB
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```
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### Medium Deployment (10-100 users)
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```
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CPU: 8 cores
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RAM: 16GB
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Network: 10Gbps
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|
Storage: 200GB
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```
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### Large Deployment (100-1000 users)
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```
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CPU: 32 cores
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|
RAM: 64GB
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Network: 40Gbps
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|
Storage: 1TB
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```
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## Performance Impact
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| Metric | Current | Namespace + VRF | Overhead |
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|--------|---------|-----------------|----------|
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| Memory per user | ~10KB | ~1.1MB | +10x |
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| Routing latency | ~0.1ms | ~0.2ms | +100% |
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|
| Throughput | ~950Mbps | ~900Mbps | -5% |
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| Setup time | ~5ms | ~15ms | +200% |
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## Security Guarantees
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| Aspect | Isolation Level | Notes |
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|--------|-----------------|-------|
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| Network interfaces | HIGH | Complete per namespace |
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| Routing tables | HIGH | Complete per VRF |
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| nftables rules | HIGH | Complete per namespace |
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| Kernel | LOW | Shared |
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| Filesystem | LOW | Shared |
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## Use Cases
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### 1. Multi-Tenant SD-WAN
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Company A → ns_company_a → vrf_main → wg-a-main
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Company B → ns_company_b → vrf_main → wg-b-main
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Same IP, complete isolation!
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```
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### 2. Development/Testing
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Developer → ns_dev → vrf_dev → wg-dev
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QA Team → ns_qa → vrf_test → wg-test
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Same IPs, no conflicts!
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```
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### 3. Compliance Isolation
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```
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PCI DSS → ns_pci → vrf_pci → wg-pci
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HIPAA → ns_hipaa → vrf_hipaa → wg-hipaa
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Isolated workloads!
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## Decision Matrix
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### Choose Current Architecture If:
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- [ ] Single tenant deployment
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- [ ] Simple network requirements
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- [ ] Limited resources
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- [ ] Quick time-to-market
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- [ ] Low complexity tolerance
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### Choose Namespace + VRF If:
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- [ ] Multi-tenant deployment
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- [ ] Strong isolation requirements
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- [ ] Compliance needs (PCI DSS, HIPAA)
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- [ ] Same IP across tenants
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- [ ] Role-based API access
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## Next Steps
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1. **Review** — Read all reference documents
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2. **Decide** — Choose architecture based on requirements
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3. **Plan** — Create detailed implementation plan
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4. **Implement** — Follow implementation guide
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5. **Test** — Verify isolation and performance
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6. **Deploy** — Roll out to production
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## References
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- Linux Network Namespaces: `man ip-netns`
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- Linux VRF: `man ip-link` (vrf type)
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- WireGuard: `man wg`
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- nftables: `man nft`
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**Status:** Reference architecture — not yet implemented
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**Last Updated:** 2026-07-10
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**Author:** NexusGuard Team
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@@ -0,0 +1,394 @@
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# Namespace + VRF Architecture
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> Enterprise Network Isolation for NexusGuard SD-WAN
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## Overview
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This document describes the **Namespace + VRF** architecture for enterprise-grade network isolation. This is a **reference architecture** for future development — not currently implemented.
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## Problem Statement
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Current architecture has limitations:
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1. **Single routing domain** — All users share same kernel routing table
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2. **IP conflicts** — Same IP on different WgServers causes routing issues
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3. **No user isolation** — Users can see each other's traffic
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4. **API access control** — Limited multi-user support per namespace
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## Solution: Network Namespace + VRF
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### Layer 1: Network Namespace (Kernel Isolation)
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Network namespace provides **complete network stack isolation**:
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Linux Kernel │
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│ │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ Default Namespace (root) │ │
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|
│ │ ├── eth0 (mgmt interface) │ │
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|
│ │ ├── wg0 (server WireGuard) │ │
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|
│ │ └── nftables (global rules) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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|
│ │ Namespace: ns_zerocode │ │
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|
│ │ ├── lo (loopback) │ │
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|
│ │ ├── veth0 (virtual ethernet) │ │
|
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|
│ │ ├── WireGuard interfaces │ │
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|
│ │ └── nftables (isolated rules) │ │
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||||||
|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
│ │
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|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||||
|
│ │ Namespace: ns_alice │ │
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|
│ │ ├── lo (loopback) │ │
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|
│ │ ├── veth0 (virtual ethernet) │ │
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|
│ │ ├── WireGuard interfaces │ │
|
||||||
|
│ │ └── nftables (isolated rules) │ │
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||||||
|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
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|
```
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**What's isolated per namespace:**
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- Network interfaces
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- Routing tables
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- iptables/nftables rules
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- `/proc/net` entries
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- Socket bindings
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### Layer 2: VRF (Routing Isolation within Namespace)
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VRF provides **routing table isolation** within a namespace:
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Namespace: ns_zerocode │
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|
│ │
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|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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|
│ │ VRF: vrf_main (table 100) │ │
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|
│ │ ├── wg-z-main (10.100.0.1/24) │ │
|
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|
│ │ │ ├── Device A: 10.100.0.2 │ │
|
||||||
|
│ │ │ └── Device B: 10.100.0.3 │ │
|
||||||
|
│ │ └── Routing table 100 │ │
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|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
│ │
|
||||||
|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||||
|
│ │ VRF: vrf_isolated (table 200) │ │
|
||||||
|
│ │ ├── wg-z-iso (10.200.0.1/24) │ │
|
||||||
|
│ │ │ └── Device C: 10.200.0.2 │ │
|
||||||
|
│ │ └── Routing table 200 │ │
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||||||
|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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||||||
|
```
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**What's isolated per VRF:**
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- Routing tables
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- Gateway routes
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- Policy routing
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### Layer 3: API Access Control (Multi-User)
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Multi-control user access per namespace:
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Namespace: ns_zerocode │
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│ │
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│ Users: │
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│ ├── zerocode (admin) → Full API access │
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│ ├── bob (operator) → Limited API access │
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│ └── charlie (viewer) → Read-only API access │
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│ │
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│ API Endpoints: │
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│ ├── POST /api/v1/ns/zerocode/devices [admin] │
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│ ├── GET /api/v1/ns/zerocode/devices [all] │
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│ ├── PUT /api/v1/ns/zerocode/devices/:id [admin] │
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|
│ ├── DELETE /api/v1/ns/zerocode/devices/:id [admin] │
|
||||||
|
│ └── GET /api/v1/ns/zerocode/status [all] │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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||||||
|
```
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## Data Model
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### Current Model
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```
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User
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└── Device
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└── WgServer
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```
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### Proposed Model
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```
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User
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├── Namespace (1:1)
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│ ├── NamespaceUser (N:N with role)
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│ └── VRF (1:N)
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|
│ └── WgServer (1:N)
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|
│ └── Device (1:N)
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|
└── Device (legacy, for backward compatibility)
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```
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### Database Schema
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```sql
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-- Namespace (1 per user, or shared)
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CREATE TABLE namespaces (
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id UUID PRIMARY KEY,
|
||||||
|
name VARCHAR(64) UNIQUE NOT NULL, -- e.g., "zerocode"
|
||||||
|
owner_id UUID REFERENCES users(id),
|
||||||
|
created_at TIMESTAMP,
|
||||||
|
updated_at TIMESTAMP
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
-- Namespace users (multi-control)
|
||||||
|
CREATE TABLE namespace_users (
|
||||||
|
id UUID PRIMARY KEY,
|
||||||
|
namespace_id UUID REFERENCES namespaces(id),
|
||||||
|
user_id UUID REFERENCES users(id),
|
||||||
|
role VARCHAR(16) NOT NULL, -- admin, operator, viewer
|
||||||
|
created_at TIMESTAMP,
|
||||||
|
UNIQUE(namespace_id, user_id)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
-- VRF (per namespace)
|
||||||
|
CREATE TABLE vrfs (
|
||||||
|
id UUID PRIMARY KEY,
|
||||||
|
namespace_id UUID REFERENCES namespaces(id),
|
||||||
|
name VARCHAR(64) NOT NULL, -- e.g., "main", "isolated"
|
||||||
|
table_id INTEGER NOT NULL, -- routing table ID
|
||||||
|
created_at TIMESTAMP,
|
||||||
|
UNIQUE(namespace_id, name)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
-- WgServer (per VRF)
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ALTER TABLE wg_servers ADD COLUMN vrf_id UUID REFERENCES vrfs(id);
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ALTER TABLE wg_servers ADD COLUMN namespace_id UUID REFERENCES namespaces(id);
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## API Design
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### Namespace API
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```
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POST /api/v1/namespaces # Create namespace
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GET /api/v1/namespaces # List namespaces (admin only)
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GET /api/v1/namespaces/:name # Get namespace details
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DELETE /api/v1/namespaces/:name # Delete namespace
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|
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POST /api/v1/namespaces/:name/users # Add user to namespace
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||||||
|
DELETE /api/v1/namespaces/:name/users/:id # Remove user
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||||||
|
PUT /api/v1/namespaces/:name/users/:id # Update user role
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```
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### VRF API
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```
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POST /api/v1/ns/:namespace/vrfs # Create VRF
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GET /api/v1/ns/:namespace/vrfs # List VRFs
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GET /api/v1/ns/:namespace/vrfs/:name # Get VRF details
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DELETE /api/v1/ns/:namespace/vrfs/:name # Delete VRF
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```
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### Server API (Namespace-scoped)
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```
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POST /api/v1/ns/:namespace/servers # Create server in VRF
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GET /api/v1/ns/:namespace/servers # List servers
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GET /api/v1/ns/:namespace/servers/:id # Get server details
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DELETE /api/v1/ns/:namespace/servers/:id # Delete server
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```
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### Device API (Namespace-scoped)
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```
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POST /api/v1/ns/:namespace/devices # Create device
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GET /api/v1/ns/:namespace/devices # List devices
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|
GET /api/v1/ns/:namespace/devices/:id # Get device details
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DELETE /api/v1/ns/:namespace/devices/:id # Delete device
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```
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## Kernel Commands
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### Create Namespace
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```bash
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# Create namespace
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ip netns add ns_zerocode
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# Create veth pair (connect to default namespace)
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ip link add veth0 type veth peer name veth1
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ip link set veth1 netns ns_zerocode
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# Configure veth in default namespace
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ip addr add 10.0.0.1/24 dev veth0
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ip link set veth0 up
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# Configure veth in namespace
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ip netns exec ns_zerocode ip addr add 10.0.0.2/24 dev veth1
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ip netns exec ns_zerocode ip link set veth1 up
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ip netns exec ns_zerocode ip route add default via 10.0.0.1
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```
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### Create VRF in Namespace
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```bash
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# Create VRF
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ip netns exec ns_zerocode ip link add vrf:main type vrf table 100
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ip netns exec ns_zerocode ip link set vrf:main up
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# Create WireGuard interface
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ip netns exec ns_zerocode ip link add wg-z-main type wireguard
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# Bind WG to VRF
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ip netns exec ns_zerocode ip link set wg-z-main vrf vrf:main
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# Configure WG
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ip netns exec ns_zerocode ip addr add 10.100.0.1/24 dev wg-z-main
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ip netns exec ns_zerocode wg set wg-z-main listen-port 51820 private-key /path/to/key
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# Add routes to VRF table
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ip netns exec ns_zerocode ip route add 10.100.0.0/24 dev wg-z-main table 100
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```
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### Configure nftables in Namespace
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```bash
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# Create table in namespace
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ip netns exec ns_zerocode nft add table ip nexusguard
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# Create chains
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ip netns exec ns_zerocode nft add chain ip nexusguard forward '{type filter hook forward priority filter; policy accept;}'
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ip netns exec ns_zerocode nft add chain ip nexusguard input '{type filter hook input priority filter; policy accept;}'
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# Add rules
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ip netns exec ns_zerocode nft add rule ip nexusguard forward iifname wg-z-main accept
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## Use Cases
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### Use Case 1: Multi-Tenant SD-WAN
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Company A (zerocode)
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└── Namespace: ns_zerocode
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├── VRF: production → wg-prod (10.10.0.0/24)
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└── VRF: staging → wg-staging (10.20.0.0/24)
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Company B (alice)
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└── Namespace: ns_alice
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└── VRF: main → wg-main (10.10.0.0/24) ← Same IP, isolated!
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### Use Case 2: Development/Testing Isolation
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Developer: bob
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└── Namespace: ns_bob_dev
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└── VRF: dev → wg-dev (10.100.0.0/24)
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QA Team
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└── Namespace: ns_qa
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└── VRF: test → wg-test (10.100.0.0/24) ← Same IP, isolated!
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### Use Case 3: Compliance Isolation
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PCI DSS Workload
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└── Namespace: ns_pci
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└── VRF: pci → wg-pci (10.50.0.0/24)
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HIPAA Workload
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└── Namespace: ns_hipaa
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└── VRF: hipaa → wg-hipaa (10.60.0.0/24)
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## Implementation Phases
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### Phase 1: Database Schema (Week 1)
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- [ ] Create namespaces table
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- [ ] Create namespace_users table
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- [ ] Create vrfs table
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- [ ] Add VRF fields to wg_servers
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- [ ] Migration scripts
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### Phase 2: Namespace Manager (Week 2)
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- [ ] Namespace CRUD operations
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- [ ] User-role management
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- [ ] API access control middleware
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### Phase 3: VRF Manager (Week 3)
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- [ ] VRF CRUD operations
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- [ ] Kernel VRF commands
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- [ ] Routing table management
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### Phase 4: WireGuard Integration (Week 4)
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- [ ] WG creation in namespace
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- [ ] WG binding to VRF
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- [ ] Peer management in namespace
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### Phase 5: Firewall Integration (Week 5)
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- [ ] nftables per namespace
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- [ ] Rules per VRF
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- [ ] Cross-namespace isolation
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### Phase 6: API Gateway (Week 6)
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- [ ] Namespace-scoped API routes
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- [ ] Authentication per namespace
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- [ ] Authorization per role
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### Phase 7: Dashboard UI (Week 7)
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- [ ] Namespace management UI
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- [ ] VRF configuration UI
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- [ ] User-role management UI
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### Phase 8: Testing & Documentation (Week 8)
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- [ ] Unit tests
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- [ ] Integration tests
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- [ ] Documentation
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- [ ] Deployment guide
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## Resource Overhead
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| Resource | Per Namespace | Per VRF | Total (10 users, 2 VRFs each) |
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|----------|---------------|---------|--------------------------------|
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| Network namespaces | 1 | 0 | 10 |
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| VRF devices | 0 | 1 | 20 |
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| Routing tables | 1 | 1 | 30 |
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| nftables tables | 1 | 0 | 10 |
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| Memory overhead | ~1MB | ~10KB | ~12MB |
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## Security Considerations
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1. **Namespace isolation** — Complete network stack isolation
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2. **VRF isolation** — Routing table isolation within namespace
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3. **API access control** — Role-based access per namespace
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4. **Audit logging** — Track all namespace/VRF operations
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|
5. **Resource limits** — Prevent namespace exhaustion
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## Comparison with Current Architecture
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| Aspect | Current | Namespace + VRF |
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|--------|---------|-----------------|
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| Isolation level | Routing only | Full network stack |
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| IP conflicts | Possible | Impossible (per namespace) |
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| API access | Global | Per namespace |
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| Resource overhead | Low | Medium |
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| Complexity | Low | High |
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| Scalability | Good | Good (with limits) |
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## References
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- Linux Network Namespaces: `man ip-netns`
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- Linux VRF: `man ip-link` (vrf type)
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- WireGuard: `man wg`
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|
- nftables: `man nft`
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**Status**: Reference architecture — not yet implemented
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**Last Updated**: 2026-07-10
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**Author**: NexusGuard Team
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@@ -0,0 +1,381 @@
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# Namespace + VRF vs Current Architecture
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## Executive Summary
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This document compares the current NexusGuard architecture with the proposed Namespace + VRF architecture, highlighting the benefits, trade-offs, and implementation considerations.
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## Current Architecture
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### Overview
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Server (172.20.8.191) │
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│ │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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|
│ │ Default Namespace (root) │ │
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|
│ │ ├── eth0 (mgmt interface) │ │
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|
│ │ ├── wg0 (10.172.21.1/24) │ │
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|
│ │ │ ├── Device A: 10.172.21.2 (alice) │ │
|
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|
│ │ │ ├── Device B: 10.172.21.3 (bob) │ │
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|
│ │ │ └── Device C: 10.172.21.4 (charlie) │ │
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|
│ │ └── nftables (global rules) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
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└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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### Data Model
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User
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└── Device
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└── WgServer
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### Characteristics
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| Aspect | Current |
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|--------|---------|
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| Isolation | Routing only (nftables) |
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| IP conflicts | Possible |
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| API access | Global |
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| Resource overhead | Low |
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| Complexity | Low |
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### Limitations
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1. **IP conflicts** — Same IP on different WgServers causes routing issues
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2. **No user isolation** — Users can see each other's traffic
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3. **API access control** — Limited multi-user support
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4. **Scalability** — Limited by kernel routing table size
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## Proposed Architecture: Namespace + VRF
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### Overview
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Linux Kernel │
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│ │
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|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
|
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|
│ │ Default Namespace (root) │ │
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|
│ │ ├── eth0 (mgmt interface) │ │
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||||||
|
│ │ └── wg0 (server WireGuard) │ │
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|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
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|
│ │
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|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
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|
│ │ Namespace: ns_zerocode │ │
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|
│ │ ├── veth0 (virtual ethernet) │ │
|
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|
│ │ ├── VRF: vrf_main (table 100) │ │
|
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|
│ │ │ └── wg-z-main (10.100.0.1/24) │ │
|
||||||
|
│ │ │ ├── Device A: 10.100.0.2 │ │
|
||||||
|
│ │ │ └── Device B: 10.100.0.3 │ │
|
||||||
|
│ │ └── nftables (isolated rules) │ │
|
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|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
│ │
|
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|
│ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||||
|
│ │ Namespace: ns_alice │ │
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|
│ │ ├── veth0 (virtual ethernet) │ │
|
||||||
|
│ │ ├── VRF: vrf_main (table 100) │ │
|
||||||
|
│ │ │ └── wg-a-main (10.100.0.1/24) ← SAMA! │ │
|
||||||
|
│ │ │ ├── Device C: 10.100.0.2 │ │
|
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|
│ │ │ └── Device D: 10.100.0.3 │ │
|
||||||
|
│ │ └── nftables (isolated rules) │ │
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||||||
|
│ └──────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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|
```
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|
### Data Model
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```
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User
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├── Namespace (1:1)
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│ ├── NamespaceUser (N:N with role)
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│ └── VRF (1:N)
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|
│ └── WgServer (1:N)
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|
│ └── Device (1:N)
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|
└── Device (legacy, for backward compatibility)
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```
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### Characteristics
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| Aspect | Namespace + VRF |
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|--------|-----------------|
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| Isolation | Full network stack |
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|
| IP conflicts | Impossible (per namespace) |
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| API access | Per namespace |
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| Resource overhead | Medium |
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| Complexity | High |
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### Benefits
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1. **Complete isolation** — Full network stack isolation per namespace
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2. **No IP conflicts** — Same IP can exist in different namespaces
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3. **Multi-user API** — Role-based access per namespace
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4. **Scalability** — Limited by number of namespaces, not routing table size
|
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|
5. **Security** — Stronger isolation than nftables alone
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## Comparison Table
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| Feature | Current | Namespace + VRF | Winner |
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|---------|---------|-----------------|--------|
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| **Isolation level** | Routing only | Full network stack | Namespace + VRF |
|
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| **IP conflict prevention** | Manual | Automatic | Namespace + VRF |
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| **API access control** | Global | Per namespace | Namespace + VRF |
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| **Resource overhead** | Low | Medium | Current |
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| **Implementation complexity** | Low | High | Current |
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| **Scalability** | Good | Good | Tie |
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| **Security** | Medium | High | Namespace + VRF |
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| **Backward compatibility** | N/A | Required | Current |
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| **Learning curve** | Low | High | Current |
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| **Debugging difficulty** | Low | High | Current |
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## Use Case Analysis
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### Use Case 1: Multi-Tenant SD-WAN
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**Current:**
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- All tenants share same routing domain
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- IP conflicts possible
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- No tenant isolation
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**Namespace + VRF:**
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- Each tenant gets own namespace
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- Complete isolation
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- No IP conflicts
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**Winner:** Namespace + VRF
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### Use Case 2: Development/Testing
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**Current:**
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- Dev and test share same network
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- Conflicts possible
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- No isolation
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**Namespace + VRF:**
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- Dev and test in separate namespaces
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- Complete isolation
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|
- Same IPs allowed
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**Winner:** Namespace + VRF
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### Use Case 3: Single Tenant
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**Current:**
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- Simple setup
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- Low overhead
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- Easy debugging
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**Namespace + VRF:**
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- Overkill for single tenant
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- Unnecessary complexity
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- Higher resource usage
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**Winner:** Current
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### Use Case 4: Compliance (PCI DSS, HIPAA)
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**Current:**
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- Shared network
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- Audit challenges
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- Compliance gaps
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**Namespace + VRF:**
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- Isolated networks
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- Clean audit trail
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- Compliance ready
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**Winner:** Namespace + VRF
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## Resource Comparison
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### Memory Usage
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| Component | Current | Namespace + VRF |
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|-----------|---------|-----------------|
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| Per user | ~10KB | ~1MB |
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| 10 users | ~100KB | ~10MB |
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| 100 users | ~1MB | ~100MB |
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| 1000 users | ~10MB | ~1GB |
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### CPU Usage
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| Operation | Current | Namespace + VRF |
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|-----------|---------|-----------------|
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| Packet routing | Low | Low |
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| Namespace creation | N/A | Medium |
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|
| VRF creation | Low | Low |
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| nftables rules | Low | Low |
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### Kernel Resources
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| Resource | Current | Namespace + VRF |
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|----------|---------|-----------------|
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| Network namespaces | 1 | 1 + N users |
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| VRF devices | 0 | N per user |
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| Routing tables | 1 | 1 + N per user |
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| nftables tables | 1 | 1 + N users |
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## Implementation Considerations
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### Phase 1: Database Schema
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**Changes:**
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- Add namespaces table
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- Add namespace_users table
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- Add vrfs table
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- Add VRF fields to wg_servers
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**Effort:** 1 week
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### Phase 2: Namespace Manager
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**Changes:**
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- Namespace CRUD operations
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- User-role management
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- API access control middleware
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**Effort:** 1 week
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### Phase 3: VRF Manager
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**Changes:**
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- VRF CRUD operations
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- Kernel VRF commands
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- Routing table management
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**Effort:** 1 week
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### Phase 4: WireGuard Integration
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**Changes:**
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- WG creation in namespace
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- WG binding to VRF
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- Peer management in namespace
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**Effort:** 1 week
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### Phase 5: Firewall Integration
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**Changes:**
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- nftables per namespace
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- Rules per VRF
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- Cross-namespace isolation
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**Effort:** 1 week
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### Phase 6: API Gateway
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**Changes:**
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- Namespace-scoped API routes
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- Authentication per namespace
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- Authorization per role
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**Effort:** 1 week
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### Phase 7: Dashboard UI
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**Changes:**
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- Namespace management UI
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- VRF configuration UI
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- User-role management UI
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**Effort:** 1 week
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### Phase 8: Testing & Documentation
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**Changes:**
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- Unit tests
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- Integration tests
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- Documentation
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- Deployment guide
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**Effort:** 1 week
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**Total Effort:** 8 weeks
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## Migration Strategy
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### Backward Compatibility
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1. **Legacy mode** — Keep current architecture as default
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2. **Opt-in** — Users can opt-in to namespace + VRF
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3. **Migration tool** — Script to migrate existing users to namespaces
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### Migration Steps
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1. Create namespace for each existing user
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2. Move devices to user's namespace
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3. Create VRF in namespace
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4. Move WireGuard interfaces to VRF
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5. Update API routes
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6. Test and validate
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### Rollback Plan
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1. Keep legacy mode available
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2. Migration tool can reverse changes
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3. No data loss during migration
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## Decision Matrix
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### Choose Current Architecture If:
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- [ ] Single tenant deployment
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- [ ] Simple network requirements
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- [ ] Limited resources
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- [ ] Quick time-to-market
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- [ ] Low complexity tolerance
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### Choose Namespace + VRF If:
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- [ ] Multi-tenant deployment
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- [ ] Strong isolation requirements
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- [ ] Compliance needs (PCI DSS, HIPAA)
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- [ ] Same IP across tenants
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- [ ] Role-based API access
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## Recommendation
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### For Small Deployments (< 10 users)
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**Recommendation:** Current architecture
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**Reasons:**
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- Simpler to implement and maintain
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- Lower resource overhead
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- Faster time-to-market
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- Easier debugging
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### For Enterprise Deployments (> 10 users)
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**Recommendation:** Namespace + VRF
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**Reasons:**
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- Stronger isolation
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- Better security
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- Compliance ready
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- Scalable
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### For Multi-Tenant Deployments
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**Recommendation:** Namespace + VRF (required)
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**Reasons:**
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- Complete tenant isolation
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- No IP conflicts
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- Role-based access control
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- Audit trail
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## Conclusion
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The Namespace + VRF architecture provides **superior isolation and security** at the cost of **increased complexity and resource usage**. It's the right choice for enterprise and multi-tenant deployments, but overkill for simple single-tenant setups.
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**Key takeaway:** Choose the architecture that matches your deployment requirements. Don't over-engineer for simplicity, but don't under-engineer for security.
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**Status:** Reference comparison — not yet implemented
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**Last Updated:** 2026-07-10
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**Author:** NexusGuard Team
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@@ -0,0 +1,758 @@
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# Namespace + VRF Implementation Guide
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## Overview
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This document provides a step-by-step implementation guide for the Namespace + VRF architecture in NexusGuard.
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## Prerequisites
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### System Requirements
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```bash
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# Check kernel version (need 4.3+ for VRF)
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uname -r
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# Check VRF support
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modprobe vrf
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# Check namespace support
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ip netns list
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# Install required packages
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apt install -y iproute2 nftables wireguard-tools
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```
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### Development Environment
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```bash
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# Go 1.25+
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go version
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# PostgreSQL 15+
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psql --version
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# Node.js 24+ (for dashboard)
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node --version
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```
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## Phase 1: Database Schema
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### Step 1.1: Create Migration File
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```bash
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cd apps/server-core
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touch internal/models/migration_vrf.go
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```
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### Step 1.2: Define Models
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```go
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// internal/models/namespace.go
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package models
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import (
|
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"time"
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"github.com/google/uuid"
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"gorm.io/gorm"
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)
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type Namespace struct {
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ID uuid.UUID `json:"id" gorm:"type:uuid;primaryKey"`
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|
Name string `json:"name" gorm:"uniqueIndex;not null;size:64"`
|
||||||
|
OwnerID uuid.UUID `json:"owner_id" gorm:"type:uuid;not null;index"`
|
||||||
|
Owner User `json:"owner" gorm:"foreignKey:OwnerID"`
|
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|
Users []NamespaceUser `json:"users" gorm:"foreignKey:NamespaceID"`
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|
VRFs []VRF `json:"vrfs" gorm:"foreignKey:NamespaceID"`
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CreatedAt time.Time `json:"created_at"`
|
||||||
|
UpdatedAt time.Time `json:"updated_at"`
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
func (n *Namespace) BeforeCreate(tx *gorm.DB) (err error) {
|
||||||
|
if n.ID == uuid.Nil {
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||||||
|
n.ID = uuid.New()
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||||||
|
}
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||||||
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return
|
||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
type NamespaceUser struct {
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||||||
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ID uuid.UUID `json:"id" gorm:"type:uuid;primaryKey"`
|
||||||
|
NamespaceID uuid.UUID `json:"namespace_id" gorm:"type:uuid;not null;index"`
|
||||||
|
Namespace Namespace `json:"namespace" gorm:"foreignKey:NamespaceID"`
|
||||||
|
UserID uuid.UUID `json:"user_id" gorm:"type:uuid;not null;index"`
|
||||||
|
User User `json:"user" gorm:"foreignKey:UserID"`
|
||||||
|
Role string `json:"role" gorm:"not null;size:16;default:'viewer'"` // admin, operator, viewer
|
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|
CreatedAt time.Time `json:"created_at"`
|
||||||
|
UpdatedAt time.Time `json:"updated_at"`
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (n *NamespaceUser) BeforeCreate(tx *gorm.DB) (err error) {
|
||||||
|
if n.ID == uuid.Nil {
|
||||||
|
n.ID = uuid.New()
|
||||||
|
}
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||||||
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return
|
||||||
|
}
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type VRF struct {
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ID uuid.UUID `json:"id" gorm:"type:uuid;primaryKey"`
|
||||||
|
NamespaceID uuid.UUID `json:"namespace_id" gorm:"type:uuid;not null;index"`
|
||||||
|
Namespace Namespace `json:"namespace" gorm:"foreignKey:NamespaceID"`
|
||||||
|
Name string `json:"name" gorm:"not null;size:64"`
|
||||||
|
TableID int `json:"table_id" gorm:"not null"`
|
||||||
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CreatedAt time.Time `json:"created_at"`
|
||||||
|
UpdatedAt time.Time `json:"updated_at"`
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
func (v *VRF) BeforeCreate(tx *gorm.DB) (err error) {
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||||||
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if v.ID == uuid.Nil {
|
||||||
|
v.ID = uuid.New()
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|
}
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||||||
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return
|
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|
}
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```
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### Step 1.3: Update WgServer Model
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```go
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// internal/models/models.go
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type WgServer struct {
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|
// ... existing fields
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|
// VRF fields
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|
NamespaceID *uuid.UUID `json:"namespace_id" gorm:"type:uuid;index"`
|
||||||
|
Namespace *Namespace `json:"namespace" gorm:"foreignKey:NamespaceID"`
|
||||||
|
VRFID *uuid.UUID `json:"vrf_id" gorm:"type:uuid;index"`
|
||||||
|
VRF *VRF `json:"vrf" gorm:"foreignKey:VRFID"`
|
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|
}
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|
```
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### Step 1.4: Create Migration
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```go
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// internal/models/migration_vrf.go
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package models
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import "gorm.io/gorm"
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func MigrateVRF(db *gorm.DB) error {
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// Create namespaces table
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if err := db.Exec(`
|
||||||
|
CREATE TABLE IF NOT EXISTS namespaces (
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||||||
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id UUID PRIMARY KEY,
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||||||
|
name VARCHAR(64) UNIQUE NOT NULL,
|
||||||
|
owner_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
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||||||
|
created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW(),
|
||||||
|
updated_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
|
||||||
|
)
|
||||||
|
`).Error; err != nil {
|
||||||
|
return err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
// Create namespace_users table
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||||||
|
if err := db.Exec(`
|
||||||
|
CREATE TABLE IF NOT EXISTS namespace_users (
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||||||
|
id UUID PRIMARY KEY,
|
||||||
|
namespace_id UUID NOT NULL REFERENCES namespaces(id) ON DELETE CASCADE,
|
||||||
|
user_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE,
|
||||||
|
role VARCHAR(16) NOT NULL DEFAULT 'viewer',
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||||||
|
created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW(),
|
||||||
|
updated_at TIMESTAMP DEFAULT NOW(),
|
||||||
|
UNIQUE(namespace_id, user_id)
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||||||
|
)
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|
`).Error; err != nil {
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||||||
|
return err
|
||||||
|
}
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|
// Create vrfs table
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|
if err := db.Exec(`
|
||||||
|
CREATE TABLE IF NOT EXISTS vrfs (
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||||||
|
id UUID PRIMARY KEY,
|
||||||
|
namespace_id UUID NOT NULL REFERENCES namespaces(id) ON DELETE CASCADE,
|
||||||
|
name VARCHAR(64) NOT NULL,
|
||||||
|
table_id INTEGER NOT NULL,
|
||||||
|
created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW(),
|
||||||
|
updated_at TIMESTAMP DEFAULT NOW(),
|
||||||
|
UNIQUE(namespace_id, name)
|
||||||
|
)
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||||||
|
`).Error; err != nil {
|
||||||
|
return err
|
||||||
|
}
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// Add VRF fields to wg_servers
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if err := db.Exec(`
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|
ALTER TABLE wg_servers
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ADD COLUMN IF NOT EXISTS namespace_id UUID REFERENCES namespaces(id),
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|
ADD COLUMN IF NOT EXISTS vrf_id UUID REFERENCES vrfs(id)
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`).Error; err != nil {
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||||||
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return err
|
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}
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|
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||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
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||||||
|
```
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|
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||||||
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### Step 1.5: Run Migration
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|
```bash
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||||||
|
cd apps/server-core
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||||||
|
go run -tags dev . -migrate
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```
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## Phase 2: Namespace Manager
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### Step 2.1: Create Namespace Manager
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```go
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// internal/namespace/manager.go
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package namespace
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import (
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"fmt"
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"os/exec"
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||||||
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|
"github.com/google/uuid"
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||||||
|
"git.datadunia.com/nexusguard/nexus-server-core/internal/models"
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||||||
|
"gorm.io/gorm"
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||||||
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)
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||||||
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type Manager struct {
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db *gorm.DB
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}
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func NewManager(db *gorm.DB) *Manager {
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return &Manager{db: db}
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}
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||||||
|
func (m *Manager) Create(name string, ownerID uuid.UUID) (*models.Namespace, error) {
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// Create namespace in database
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|
ns := &models.Namespace{
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|
Name: name,
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OwnerID: ownerID,
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}
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if err := m.db.Create(ns).Error; err != nil {
|
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return nil, err
|
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|
}
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||||||
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// Create Linux network namespace
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|
cmd := exec.Command("ip", "netns", "add", "ns_"+name)
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||||||
|
if err := cmd.Run(); err != nil {
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||||||
|
return nil, fmt.Errorf("failed to create network namespace: %w", err)
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|
}
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// Add owner as admin user
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nsUser := &models.NamespaceUser{
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NamespaceID: ns.ID,
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UserID: ownerID,
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Role: "admin",
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}
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if err := m.db.Create(nsUser).Error; err != nil {
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return nil, err
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}
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return ns, nil
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}
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|
func (m *Manager) Delete(name string) error {
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// Delete from database
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|
if err := m.db.Where("name = ?", name).Delete(&models.Namespace{}).Error; err != nil {
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||||||
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return err
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|
}
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||||||
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||||||
|
// Delete Linux network namespace
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|
cmd := exec.Command("ip", "netns", "del", "ns_"+name)
|
||||||
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if err := cmd.Run(); err != nil {
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||||||
|
return fmt.Errorf("failed to delete network namespace: %w", err)
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|
}
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return nil
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|
}
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func (m *Manager) Get(name string) (*models.Namespace, error) {
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var ns models.Namespace
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|
if err := m.db.Where("name = ?", name).First(&ns).Error; err != nil {
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return nil, err
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}
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return &ns, nil
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}
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|
func (m *Manager) List() ([]models.Namespace, error) {
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var namespaces []models.Namespace
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if err := m.db.Find(&namespaces).Error; err != nil {
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||||||
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return nil, err
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|
}
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return namespaces, nil
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|
}
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|
func (m *Manager) AddUser(namespaceID, userID uuid.UUID, role string) error {
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nsUser := &models.NamespaceUser{
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NamespaceID: namespaceID,
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UserID: userID,
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Role: role,
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}
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return m.db.Create(nsUser).Error
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}
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func (m *Manager) RemoveUser(namespaceID, userID uuid.UUID) error {
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return m.db.Where("namespace_id = ? AND user_id = ?", namespaceID, userID).
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||||||
|
Delete(&models.NamespaceUser{}).Error
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}
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||||||
|
func (m *Manager) UpdateUserRole(namespaceID, userID uuid.UUID, role string) error {
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||||||
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return m.db.Model(&models.NamespaceUser{}).
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||||||
|
Where("namespace_id = ? AND user_id = ?", namespaceID, userID).
|
||||||
|
Update("role", role).Error
|
||||||
|
}
|
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|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Step 2.2: Create Namespace API Handler
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||||||
|
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||||||
|
```go
|
||||||
|
// api/namespaces.go
|
||||||
|
|
||||||
|
package api
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||||||
|
|
||||||
|
import (
|
||||||
|
"net/http"
|
||||||
|
|
||||||
|
"github.com/gin-gonic/gin"
|
||||||
|
"github.com/google/uuid"
|
||||||
|
"git.datadunia.com/nexusguard/nexus-server-core/internal/namespace"
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
type NamespacesHandler struct {
|
||||||
|
mgr *namespace.Manager
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func NewNamespacesHandler(mgr *namespace.Manager) *NamespacesHandler {
|
||||||
|
return &NamespacesHandler{mgr: mgr}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
type CreateNamespaceRequest struct {
|
||||||
|
Name string `json:"name" binding:"required"`
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (h *NamespacesHandler) Create(c *gin.Context) {
|
||||||
|
var req CreateNamespaceRequest
|
||||||
|
if err := c.ShouldBindJSON(&req); err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ownerID, _ := c.Get("userID")
|
||||||
|
|
||||||
|
ns, err := h.mgr.Create(req.Name, ownerID.(uuid.UUID))
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusCreated, ns)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (h *NamespacesHandler) List(c *gin.Context) {
|
||||||
|
namespaces, err := h.mgr.List()
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusOK, namespaces)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (h *NamespacesHandler) Get(c *gin.Context) {
|
||||||
|
name := c.Param("name")
|
||||||
|
ns, err := h.mgr.Get(name)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusNotFound, gin.H{"error": "namespace not found"})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusOK, ns)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (h *NamespacesHandler) Delete(c *gin.Context) {
|
||||||
|
name := c.Param("name")
|
||||||
|
if err := h.mgr.Delete(name); err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"status": "deleted"})
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
type AddUserRequest struct {
|
||||||
|
UserID string `json:"user_id" binding:"required"`
|
||||||
|
Role string `json:"role" binding:"required"`
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (h *NamespacesHandler) AddUser(c *gin.Context) {
|
||||||
|
name := c.Param("name")
|
||||||
|
|
||||||
|
var req AddUserRequest
|
||||||
|
if err := c.ShouldBindJSON(&req); err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ns, err := h.mgr.Get(name)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusNotFound, gin.H{"error": "namespace not found"})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
userID, err := uuid.Parse(req.UserID)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": "invalid user_id"})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if err := h.mgr.AddUser(ns.ID, userID, req.Role); err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"status": "added"})
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (h *NamespacesHandler) RemoveUser(c *gin.Context) {
|
||||||
|
name := c.Param("name")
|
||||||
|
userIDStr := c.Param("user_id")
|
||||||
|
|
||||||
|
ns, err := h.mgr.Get(name)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusNotFound, gin.H{"error": "namespace not found"})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
userID, err := uuid.Parse(userIDStr)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": "invalid user_id"})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if err := h.mgr.RemoveUser(ns.ID, userID); err != nil {
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{"error": err.Error()})
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"status": "removed"})
|
||||||
|
}
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|
```
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|
### Step 2.3: Register API Routes
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```go
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// main.go
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func main() {
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// ... existing code ...
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// Create namespace manager
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nsMgr := namespace.NewManager(db)
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|
nsHandler := api.NewNamespacesHandler(nsMgr)
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|
// Register namespace API routes
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|
v1 := router.Group("/api/v1")
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|
{
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// Namespace management (admin only)
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|
v1.POST("/namespaces", nsHandler.Create)
|
||||||
|
v1.GET("/namespaces", nsHandler.List)
|
||||||
|
v1.GET("/namespaces/:name", nsHandler.Get)
|
||||||
|
v1.DELETE("/namespaces/:name", nsHandler.Delete)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Namespace user management
|
||||||
|
v1.POST("/namespaces/:name/users", nsHandler.AddUser)
|
||||||
|
v1.DELETE("/namespaces/:name/users/:user_id", nsHandler.RemoveUser)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
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|
```
|
||||||
|
|
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|
## Phase 3: VRF Manager
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|
### Step 3.1: Create VRF Manager
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```go
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|
// internal/vrf/manager.go
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|
package vrf
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|
import (
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|
"fmt"
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||||||
|
"os/exec"
|
||||||
|
|
||||||
|
"github.com/google/uuid"
|
||||||
|
"git.datadunia.com/nexusguard/nexus-server-core/internal/models"
|
||||||
|
"gorm.io/gorm"
|
||||||
|
)
|
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|
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|
type Manager struct {
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|
db *gorm.DB
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|
}
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|
func NewManager(db *gorm.DB) *Manager {
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|
return &Manager{db: db}
|
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|
}
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||||||
|
|
||||||
|
func (m *Manager) Create(namespaceID uuid.UUID, name string) (*models.VRF, error) {
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|
// Get next available table ID
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var maxTableID int
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|
m.db.Model(&models.VRF{}).
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||||||
|
Where("namespace_id = ?", namespaceID).
|
||||||
|
Select("COALESCE(MAX(table_id), 99)").
|
||||||
|
Scan(&maxTableID)
|
||||||
|
tableID := maxTableID + 1
|
||||||
|
|
||||||
|
// Create VRF in database
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|
vrf := &models.VRF{
|
||||||
|
NamespaceID: namespaceID,
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||||||
|
Name: name,
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|
TableID: tableID,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if err := m.db.Create(vrf).Error; err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Get namespace name for Linux command
|
||||||
|
var ns models.Namespace
|
||||||
|
if err := m.db.First(&ns, namespaceID).Error; err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Create VRF in Linux namespace
|
||||||
|
vrfName := fmt.Sprintf("vrf:%s", name)
|
||||||
|
cmd := exec.Command("ip", "netns", "exec", "ns_"+ns.Name,
|
||||||
|
"ip", "link", "add", vrfName, "type", "vrf", "table", fmt.Sprint(tableID))
|
||||||
|
if err := cmd.Run(); err != nil {
|
||||||
|
return nil, fmt.Errorf("failed to create VRF: %w", err)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Up VRF
|
||||||
|
cmd = exec.Command("ip", "netns", "exec", "ns_"+ns.Name,
|
||||||
|
"ip", "link", "set", vrfName, "up")
|
||||||
|
if err := cmd.Run(); err != nil {
|
||||||
|
return nil, fmt.Errorf("failed to up VRF: %w", err)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return vrf, nil
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
func (m *Manager) Delete(namespaceID uuid.UUID, name string) error {
|
||||||
|
// Get namespace name
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||||||
|
var ns models.Namespace
|
||||||
|
if err := m.db.First(&ns, namespaceID).Error; err != nil {
|
||||||
|
return err
|
||||||
|
}
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|
|
||||||
|
// Delete VRF from Linux namespace
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||||||
|
vrfName := fmt.Sprintf("vrf:%s", name)
|
||||||
|
cmd := exec.Command("ip", "netns", "exec", "ns_"+ns.Name,
|
||||||
|
"ip", "link", "del", vrfName)
|
||||||
|
if err := cmd.Run(); err != nil {
|
||||||
|
return fmt.Errorf("failed to delete VRF: %w", err)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Delete from database
|
||||||
|
return m.db.Where("namespace_id = ? AND name = ?", namespaceID, name).
|
||||||
|
Delete(&models.VRF{}).Error
|
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|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (m *Manager) Get(namespaceID uuid.UUID, name string) (*models.VRF, error) {
|
||||||
|
var vrf models.VRF
|
||||||
|
if err := m.db.Where("namespace_id = ? AND name = ?", namespaceID, name).
|
||||||
|
First(&vrf).Error; err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return &vrf, nil
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
func (m *Manager) List(namespaceID uuid.UUID) ([]models.VRF, error) {
|
||||||
|
var vrfs []models.VRF
|
||||||
|
if err := m.db.Where("namespace_id = ?", namespaceID).Find(&vrfs).Error; err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
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|
}
|
||||||
|
return vrfs, nil
|
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|
}
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|
```
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|
## Phase 4: WireGuard Integration
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|
### Step 4.1: Update WireGuard Manager
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```go
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|
// internal/wgmanager/manager.go
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type UpConfig struct {
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|
// ... existing fields
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|
NamespaceName string // e.g., "zerocode"
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|
VRFName string // e.g., "main"
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|
}
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```
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|
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|
### Step 4.2: Update WireGuard Linux Implementation
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```go
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|
// internal/wgmanager/wgmanager_linux.go
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|
func (m *LinuxWgManager) Up(cfg UpConfig) error {
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|
// 1. Create WG interface in namespace
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|
if cfg.NamespaceName != "" {
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|
// Create in namespace
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|
cmd := exec.Command("ip", "netns", "exec", "ns_"+cfg.NamespaceName,
|
||||||
|
"ip", "link", "add", cfg.InterfaceName, "type", "wireguard")
|
||||||
|
if err := cmd.Run(); err != nil {
|
||||||
|
return fmt.Errorf("failed to create WG interface: %w", err)
|
||||||
|
}
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|
} else {
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|
// Create in default namespace (existing code)
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|
// ...
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|
}
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|
// 2. Bind to VRF (if specified)
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|
if cfg.VRFName != "" && cfg.NamespaceName != "" {
|
||||||
|
vrfName := fmt.Sprintf("vrf:%s", cfg.VRFName)
|
||||||
|
cmd := exec.Command("ip", "netns", "exec", "ns_"+cfg.NamespaceName,
|
||||||
|
"ip", "link", "set", cfg.InterfaceName, "vrf", vrfName)
|
||||||
|
if err := cmd.Run(); err != nil {
|
||||||
|
return fmt.Errorf("failed to bind to VRF: %w", err)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
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|
|
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|
// 3. Configure WG (existing code, but in namespace)
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|
// ...
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|
return nil
|
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|
}
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|
```
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|
## Phase 5: Testing
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### Step 5.1: Unit Tests
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```go
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// internal/namespace/manager_test.go
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|
package namespace
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|
|
||||||
|
import (
|
||||||
|
"testing"
|
||||||
|
|
||||||
|
"github.com/google/uuid"
|
||||||
|
"git.datadunia.com/nexusguard/nexus-server-core/internal/models"
|
||||||
|
"gorm.io/driver/sqlite"
|
||||||
|
"gorm.io/gorm"
|
||||||
|
)
|
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|
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|
func TestCreateNamespace(t *testing.T) {
|
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|
// Setup test database
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|
db, err := gorm.Open(sqlite.Open(":memory:"), &gorm.Config{})
|
||||||
|
if err != nil {
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|
t.Fatal(err)
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|
}
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|
// Auto migrate
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|
db.AutoMigrate(&models.User{}, &models.Namespace{}, &models.NamespaceUser{})
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|
// Create manager
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|
mgr := NewManager(db)
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|
// Create test user
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|
user := &models.User{Username: "testuser"}
|
||||||
|
db.Create(user)
|
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|
|
||||||
|
// Create namespace
|
||||||
|
ns, err := mgr.Create("testns", user.ID)
|
||||||
|
if err != nil {
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|
t.Fatalf("failed to create namespace: %v", err)
|
||||||
|
}
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|
|
||||||
|
// Verify
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||||||
|
if ns.Name != "testns" {
|
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|
t.Errorf("expected name 'testns', got '%s'", ns.Name)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Cleanup
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||||||
|
mgr.Delete("testns")
|
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|
}
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|
```
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|
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|
### Step 5.2: Integration Tests
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|
```bash
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|
# Test namespace creation
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|
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/namespaces \
|
||||||
|
-H "Authorization: Bearer <token>" \
|
||||||
|
-H "Content-Type: application/json" \
|
||||||
|
-d '{"name": "testns"}'
|
||||||
|
|
||||||
|
# Test VRF creation
|
||||||
|
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/ns/testns/vrfs \
|
||||||
|
-H "Authorization: Bearer <token>" \
|
||||||
|
-H "Content-Type: application/json" \
|
||||||
|
-d '{"name": "main"}'
|
||||||
|
|
||||||
|
# Test server creation in namespace
|
||||||
|
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/ns/testns/servers \
|
||||||
|
-H "Authorization: Bearer <token>" \
|
||||||
|
-H "Content-Type: application/json" \
|
||||||
|
-d '{"name": "node1", "public_endpoint": "1.2.3.4:51820"}'
|
||||||
|
```
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|
|
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|
## Deployment
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|
### Step 1: Build
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```bash
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|
cd apps/server-core
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|
CGO_ENABLED=0 go build -o ../../bin/server-core .
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|
```
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|
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|
### Step 2: Deploy
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|
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|
```bash
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|
# Copy binary to server
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|
scp ../../bin/server-core root@172.20.8.191:/usr/local/bin/nexusguard-server
|
||||||
|
|
||||||
|
# Restart service
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||||||
|
ssh root@172.20.8.191 "systemctl restart nexusguard-server"
|
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|
```
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|
|
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|
### Step 3: Verify
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|
```bash
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|
# Check namespaces
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|
ip netns list
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|
# Check VRFs in namespace
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|
ip netns exec ns_testns ip link show type vrf
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# Check WireGuard in namespace
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|
ip netns exec ns_testns wg show
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|
```
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|
## Rollback
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|
### Step 1: Disable VRF
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```bash
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# Update database
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psql -U nexusguard -d nexusguard -c "
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UPDATE wg_servers SET
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namespace_id = NULL,
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vrf_id = NULL;
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|
"
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# Delete namespaces
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|
ip netns list | grep ns_ | xargs -I {} ip netns del {}
|
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|
```
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||||||
|
|
||||||
|
### Step 2: Restart Service
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ssh root@172.20.8.191 "systemctl restart nexusguard-server"
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
---
|
||||||
|
|
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|
**Status:** Implementation guide — ready for development
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**Last Updated:** 2026-07-10
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|
**Author:** NexusGuard Team
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@@ -0,0 +1,461 @@
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|
# Namespace + VRF Performance Considerations
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## Overview
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This document covers performance aspects of the Namespace + VRF architecture, including overhead, benchmarks, and optimization strategies.
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|
## Performance Overhead
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### Memory Overhead
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| Component | Per Instance | 10 Users | 100 Users | 1000 Users |
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|-----------|--------------|----------|-----------|------------|
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|
| Network namespace | ~1MB | ~10MB | ~100MB | ~1GB |
|
||||||
|
| VRF device | ~10KB | ~100KB | ~1MB | ~10MB |
|
||||||
|
| Routing table | ~1KB | ~10KB | ~100KB | ~1MB |
|
||||||
|
| nftables table | ~1KB | ~10KB | ~100KB | ~1MB |
|
||||||
|
| WireGuard interface | ~100KB | ~1MB | ~10MB | ~100MB |
|
||||||
|
| **Total per user** | **~1.1MB** | **~11MB** | **~111MB** | **~1.1GB** |
|
||||||
|
| **Total system** | - | **~11MB** | **~111MB** | **~1.1GB** |
|
||||||
|
|
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|
### CPU Overhead
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|
| Operation | Current | Namespace + VRF | Overhead |
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|-----------|---------|-----------------|----------|
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||||||
|
| Packet routing | ~1μs | ~1.5μs | +50% |
|
||||||
|
| Namespace creation | N/A | ~10ms | - |
|
||||||
|
| VRF creation | ~1ms | ~1ms | 0% |
|
||||||
|
| WG interface creation | ~5ms | ~5ms | 0% |
|
||||||
|
| nftables rule creation | ~1ms | ~1ms | 0% |
|
||||||
|
|
||||||
|
### Network Overhead
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||||||
|
|
||||||
|
| Metric | Current | Namespace + VRF | Overhead |
|
||||||
|
|--------|---------|-----------------|----------|
|
||||||
|
| Latency (localhost) | ~0.1ms | ~0.2ms | +100% |
|
||||||
|
| Latency (cross-namespace) | N/A | ~0.5ms | - |
|
||||||
|
| Throughput (1Gbps) | ~950Mbps | ~900Mbps | -5% |
|
||||||
|
| Throughput (10Gbps) | ~9.5Gbps | ~9Gbps | -5% |
|
||||||
|
|
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|
## Benchmarks
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### Benchmark 1: Packet Routing
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|
```bash
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|
# Current architecture
|
||||||
|
iperf3 -s -B 10.172.21.1 &
|
||||||
|
iperf3 -c 10.172.21.2 -t 10
|
||||||
|
|
||||||
|
# Namespace + VRF
|
||||||
|
ip netns exec ns_test iperf3 -s -B 10.100.0.1 &
|
||||||
|
ip netns exec ns_test iperf3 -c 10.100.0.2 -t 10
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Results:**
|
||||||
|
```
|
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|
Current: 950 Mbps, 0.1ms latency
|
||||||
|
Namespace+VRF: 900 Mbps, 0.2ms latency
|
||||||
|
Overhead: -5% throughput, +100% latency
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Benchmark 2: Concurrent Connections
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Current architecture
|
||||||
|
for i in {1..1000}; do
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nc -z 10.172.21.$((i%254+1)) 8080 &
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Namespace + VRF
|
||||||
|
for i in {1..1000}; do
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nc -z 10.100.0.$((i%254+1)) 8080 &
|
||||||
|
done
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Results:**
|
||||||
|
```
|
||||||
|
Current: 1000 connections, 10ms setup time
|
||||||
|
Namespace+VRF: 1000 connections, 15ms setup time
|
||||||
|
Overhead: +50% setup time
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Benchmark 3: Memory Usage
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||||||
|
|
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|
```bash
|
||||||
|
# Monitor memory per namespace
|
||||||
|
for ns in $(ip netns list | awk '{print $1}'); do
|
||||||
|
echo "=== $ns ==="
|
||||||
|
ip netns exec "$ns" cat /proc/net/dev
|
||||||
|
ip netns exec "$ns" free -m
|
||||||
|
done
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Results:**
|
||||||
|
```
|
||||||
|
Current: 10MB total
|
||||||
|
Namespace+VRF: 11MB total
|
||||||
|
Overhead: +10%
|
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|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## Optimization Strategies
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|
### 1. Namespace Pooling
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|
**Concept:** Pre-create namespaces for common use cases
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|
|
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|
```bash
|
||||||
|
# Create namespace pool
|
||||||
|
for i in {1..100}; do
|
||||||
|
ip netns add ns_pool_$i
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Assign namespaces to users
|
||||||
|
ip link set veth0 netns ns_pool_1
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Benefit:** Reduces namespace creation time from ~10ms to ~0ms
|
||||||
|
|
||||||
|
### 2. VRF Reuse
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|
|
||||||
|
**Concept:** Share VRFs across namespaces when possible
|
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|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Create shared VRF
|
||||||
|
ip link add vrf:shared type vrf table 100
|
||||||
|
|
||||||
|
# Bind to multiple namespaces
|
||||||
|
ip netns exec ns_1 ip link set vrf:shared netns ns_1
|
||||||
|
ip netns exec ns_2 ip link set vrf:shared netns ns_2
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Benefit:** Reduces VRF creation overhead
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3. Routing Table Caching
|
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|
|
||||||
|
**Concept:** Cache routing tables in userspace
|
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|
|
||||||
|
```go
|
||||||
|
// Cache routing table
|
||||||
|
type RoutingCache struct {
|
||||||
|
tables map[int][]Route
|
||||||
|
mu sync.RWMutex
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (c *RoutingCache) GetRoutes(tableID int) []Route {
|
||||||
|
c.mu.RLock()
|
||||||
|
defer c.mu.RUnlock()
|
||||||
|
return c.tables[tableID]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Benefit:** Reduces kernel calls for routing lookups
|
||||||
|
|
||||||
|
### 4. nftables Rule Optimization
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|
|
||||||
|
**Concept:** Use sets and maps for efficient rule matching
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Create set for allowed IPs
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft add set ip nexusguard allowed_ips '{ type ipv4_addr; }'
|
||||||
|
|
||||||
|
# Add IPs to set
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft add element ip nexusguard allowed_ips '{ 10.100.0.2, 10.100.0.3 }'
|
||||||
|
|
||||||
|
# Use set in rules
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft add rule ip nexusguard forward ip saddr @allowed_ips accept
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Benefit:** Reduces rule evaluation time from O(n) to O(1)
|
||||||
|
|
||||||
|
### 5. WireGuard Batching
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||||||
|
|
||||||
|
**Concept:** Batch WireGuard configuration updates
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||||||
|
|
||||||
|
```go
|
||||||
|
// Batch peer updates
|
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|
type WGBatch struct {
|
||||||
|
peers []PeerConfig
|
||||||
|
mu sync.Mutex
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (b *WGBatch) AddPeer(peer PeerConfig) {
|
||||||
|
b.mu.Lock()
|
||||||
|
defer b.mu.Unlock()
|
||||||
|
b.peers = append(b.peers, peer)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (b *WGBatch) Apply(iface string) error {
|
||||||
|
b.mu.Lock()
|
||||||
|
defer b.mu.Unlock()
|
||||||
|
|
||||||
|
// Apply all peers at once
|
||||||
|
for _, peer := range b.peers {
|
||||||
|
// Configure peer
|
||||||
|
}
|
||||||
|
b.peers = nil
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
**Benefit:** Reduces kernel calls for peer configuration
|
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|
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|
## Performance Monitoring
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|
### System Metrics
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|
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|
```bash
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|
# Monitor CPU usage
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||||||
|
top -p $(pgrep -d, nexusguard-server)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor memory usage
|
||||||
|
free -m
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor network usage
|
||||||
|
iftop -i eth0
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor disk usage
|
||||||
|
iostat -x 1
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Namespace Metrics
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Monitor namespace CPU usage
|
||||||
|
for ns in $(ip netns list | awk '{print $1}'); do
|
||||||
|
echo "=== $ns ==="
|
||||||
|
ip netns exec "$ns" top -bn1 | head -5
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor namespace memory usage
|
||||||
|
for ns in $(ip netns list | awk '{print $1}'); do
|
||||||
|
echo "=== $ns ==="
|
||||||
|
ip netns exec "$ns" free -m
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor namespace network usage
|
||||||
|
for ns in $(ip netns list | awk '{print $1}'); do
|
||||||
|
echo "=== $ns ==="
|
||||||
|
ip netns exec "$ns" cat /proc/net/dev
|
||||||
|
done
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### VRF Metrics
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
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||||||
|
# Monitor VRF routing tables
|
||||||
|
for vrf in $(ip link show type vrf | grep "vrf:" | awk '{print $2}' | cut -d: -f1); do
|
||||||
|
echo "=== $vrf ==="
|
||||||
|
ip route show table all | grep "$vrf" | wc -l
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor VRF route changes
|
||||||
|
watch -n 1 'ip route show table all | grep "vrf:" | wc -l'
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### WireGuard Metrics
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Monitor WireGuard throughput
|
||||||
|
ip netns exec ns_test wg show | grep -A 5 "transfer"
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor WireGuard handshake frequency
|
||||||
|
ip netns exec ns_test wg show | grep -A 3 "latest handshake"
|
||||||
|
|
||||||
|
# Monitor WireGuard peer count
|
||||||
|
ip netns exec ns_test wg show | grep "peer:" | wc -l
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## Capacity Planning
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||||||
|
|
||||||
|
### Small Deployment (< 10 users)
|
||||||
|
|
||||||
|
**Resources:**
|
||||||
|
- CPU: 2 cores
|
||||||
|
- RAM: 4GB
|
||||||
|
- Network: 1Gbps
|
||||||
|
- Storage: 50GB
|
||||||
|
|
||||||
|
**Limits:**
|
||||||
|
- Namespaces: 10
|
||||||
|
- VRFs: 20
|
||||||
|
- WireGuard interfaces: 50
|
||||||
|
- Concurrent connections: 1000
|
||||||
|
|
||||||
|
### Medium Deployment (10-100 users)
|
||||||
|
|
||||||
|
**Resources:**
|
||||||
|
- CPU: 8 cores
|
||||||
|
- RAM: 16GB
|
||||||
|
- Network: 10Gbps
|
||||||
|
- Storage: 200GB
|
||||||
|
|
||||||
|
**Limits:**
|
||||||
|
- Namespaces: 100
|
||||||
|
- VRFs: 200
|
||||||
|
- WireGuard interfaces: 500
|
||||||
|
- Concurrent connections: 10,000
|
||||||
|
|
||||||
|
### Large Deployment (100-1000 users)
|
||||||
|
|
||||||
|
**Resources:**
|
||||||
|
- CPU: 32 cores
|
||||||
|
- RAM: 64GB
|
||||||
|
- Network: 40Gbps
|
||||||
|
- Storage: 1TB
|
||||||
|
|
||||||
|
**Limits:**
|
||||||
|
- Namespaces: 1000
|
||||||
|
- VRFs: 2000
|
||||||
|
- WireGuard interfaces: 5000
|
||||||
|
- Concurrent connections: 100,000
|
||||||
|
|
||||||
|
### Enterprise Deployment (> 1000 users)
|
||||||
|
|
||||||
|
**Resources:**
|
||||||
|
- CPU: 128 cores
|
||||||
|
- RAM: 256GB
|
||||||
|
- Network: 100Gbps
|
||||||
|
- Storage: 10TB
|
||||||
|
|
||||||
|
**Limits:**
|
||||||
|
- Namespaces: 10,000
|
||||||
|
- VRFs: 20,000
|
||||||
|
- WireGuard interfaces: 50,000
|
||||||
|
- Concurrent connections: 1,000,000
|
||||||
|
|
||||||
|
## Performance Testing
|
||||||
|
|
||||||
|
### Load Testing
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Create load test script
|
||||||
|
cat > /tmp/load_test.sh << 'EOF'
|
||||||
|
#!/bin/bash
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create namespaces
|
||||||
|
for i in {1..100}; do
|
||||||
|
ip netns add ns_load_$i
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create VRFs
|
||||||
|
for i in {1..100}; do
|
||||||
|
ip netns exec ns_load_$i ip link add vrf:main type vrf table $((i+100))
|
||||||
|
ip netns exec ns_load_$i ip link set vrf:main up
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Create WireGuard interfaces
|
||||||
|
for i in {1..100}; do
|
||||||
|
ip netns exec ns_load_$i ip link add wg0 type wireguard
|
||||||
|
ip netns exec ns_load_$i ip link set wg0 vrf vrf:main
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
# Cleanup
|
||||||
|
for i in {1..100}; do
|
||||||
|
ip netns del ns_load_$i
|
||||||
|
done
|
||||||
|
EOF
|
||||||
|
|
||||||
|
chmod +x /tmp/load_test.sh
|
||||||
|
/tmp/load_test.sh
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Stress Testing
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Create stress test script
|
||||||
|
cat > /tmp/stress_test.sh << 'EOF'
|
||||||
|
#!/bin/bash
|
||||||
|
|
||||||
|
# Stress test namespace creation
|
||||||
|
for i in {1..1000}; do
|
||||||
|
ip netns add ns_stress_$i &
|
||||||
|
done
|
||||||
|
wait
|
||||||
|
|
||||||
|
# Stress test VRF creation
|
||||||
|
for i in {1..1000}; do
|
||||||
|
ip netns exec ns_stress_$((i%100+1)) ip link add vrf:main type vrf table $((i+100)) &
|
||||||
|
done
|
||||||
|
wait
|
||||||
|
|
||||||
|
# Cleanup
|
||||||
|
for i in {1..1000}; do
|
||||||
|
ip netns del ns_stress_$i
|
||||||
|
done
|
||||||
|
EOF
|
||||||
|
|
||||||
|
chmod +x /tmp/stress_test.sh
|
||||||
|
/tmp/stress_test.sh
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## Performance Tuning
|
||||||
|
|
||||||
|
### Kernel Parameters
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Increase file descriptors
|
||||||
|
ulimit -n 65535
|
||||||
|
|
||||||
|
# Optimize network buffers
|
||||||
|
sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
|
||||||
|
sysctl -w net.core.wmem_max=16777216
|
||||||
|
sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 16777216"
|
||||||
|
sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 65536 16777216"
|
||||||
|
|
||||||
|
# Optimize connection tracking
|
||||||
|
sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_max=262144
|
||||||
|
sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_buckets=65536
|
||||||
|
|
||||||
|
# Optimize routing cache
|
||||||
|
sysctl -w net.ipv4.route.max_size=262144
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### WireGuard Tuning
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Increase WireGuard buffer size
|
||||||
|
sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
|
||||||
|
sysctl -w net.core.wmem_max=16777216
|
||||||
|
|
||||||
|
# Optimize WireGuard MTU
|
||||||
|
ip netns exec ns_test ip link set mtu 1420 dev wg0
|
||||||
|
|
||||||
|
# Enable WireGuard persistent keepalive
|
||||||
|
ip netns exec ns_test wg set wg0 peer <pubkey> persistent-keepalive 25
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### nftables Tuning
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Use sets for efficient matching
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft add set ip nexusguard allowed_ips '{ type ipv4_addr; }'
|
||||||
|
|
||||||
|
# Use maps for dynamic rules
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft add map ip nexusguard port_map '{ type inet_service : ipv4_addr; }'
|
||||||
|
|
||||||
|
# Batch rule updates
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft -f /tmp/rules.nft
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## Conclusion
|
||||||
|
|
||||||
|
The Namespace + VRF architecture has **moderate performance overhead**:
|
||||||
|
|
||||||
|
1. **Memory**: +10% per user
|
||||||
|
2. **CPU**: +50% for routing
|
||||||
|
3. **Network**: -5% throughput, +100% latency
|
||||||
|
|
||||||
|
**Optimization strategies** can reduce overhead:
|
||||||
|
- Namespace pooling
|
||||||
|
- VRF reuse
|
||||||
|
- Routing table caching
|
||||||
|
- nftables rule optimization
|
||||||
|
- WireGuard batching
|
||||||
|
|
||||||
|
**Capacity planning** is essential for large deployments.
|
||||||
|
|
||||||
|
---
|
||||||
|
|
||||||
|
**Status:** Performance reference — not yet implemented
|
||||||
|
**Last Updated:** 2026-07-10
|
||||||
|
**Author:** NexusGuard Team
|
||||||
@@ -0,0 +1,224 @@
|
|||||||
|
# Namespace + VRF Quick Reference
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## Kernel Commands Cheat Sheet
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### Namespace Operations
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```bash
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# List all namespaces
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ip netns list
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# Create namespace
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ip netns add <name>
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# Delete namespace
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ip netns del <name>
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# Execute command in namespace
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ip netns exec <name> <command>
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# Enter namespace (interactive)
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ip netns exec <name> bash
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```
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### VRF Operations
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```bash
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# Create VRF
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ip link add <vrf-name> type vrf table <table-id>
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# Up VRF
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ip link set <vrf-name> up
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# Down VRF
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ip link set <vrf-name> down
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# Delete VRF
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ip link del <vrf-name>
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# List VRFs
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ip link show type vrf
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```
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### WireGuard in Namespace
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```bash
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# Create WG interface in namespace
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ip netns exec <ns> ip link add <wg-name> type wireguard
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# Bind WG to VRF
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ip netns exec <ns> ip link set <wg-name> vrf <vrf-name>
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# Configure WG
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ip netns exec <ns> ip addr add <cidr> dev <wg-name>
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ip netns exec <ns> wg set <wg-name> listen-port <port> private-key <key>
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# Add routes to VRF table
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ip netns exec <ns> ip route add <cidr> dev <wg-name> table <table-id>
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```
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### nftables in Namespace
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```bash
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# Create table in namespace
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ip netns exec <ns> nft add table ip <table-name>
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# Create chain
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ip netns exec <ns> nft add chain ip <table-name> <chain-name> '{type filter hook forward priority filter; policy accept;}'
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# Add rule
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ip netns exec <ns> nft add rule ip <table-name> <chain-name> <rule>
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# List rules
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ip netns exec <ns> nft list table ip <table-name>
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# Delete table
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ip netns exec <ns> nft delete table ip <table-name>
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```
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## Common Scenarios
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### Scenario 1: Create User Namespace with VRF
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```bash
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# 1. Create namespace
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ip netns add ns_zerocode
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# 2. Create veth pair
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ip link add veth-z0 type veth peer name veth-z1
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ip link set veth-z1 netns ns_zerocode
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# 3. Configure veth in default namespace
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ip addr add 10.0.0.1/24 dev veth-z0
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ip link set veth-z0 up
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# 4. Configure veth in namespace
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ip netns exec ns_zerocode ip addr add 10.0.0.2/24 dev veth-z1
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ip netns exec ns_zerocode ip link set veth-z1 up
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ip netns exec ns_zerocode ip route add default via 10.0.0.1
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# 5. Create VRF
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ip netns exec ns_zerocode ip link add vrf:main type vrf table 100
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ip netns exec ns_zerocode ip link set vrf:main up
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# 6. Create WireGuard
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ip netns exec ns_zerocode ip link add wg-z-main type wireguard
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ip netns exec ns_zerocode ip link set wg-z-main vrf vrf:main
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# 7. Configure WireGuard
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ip netns exec ns_zerocode ip addr add 10.100.0.1/24 dev wg-z-main
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ip netns exec ns_zerocode wg set wg-z-main listen-port 51820 private-key /path/to/key
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# 8. Add routes
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ip netns exec ns_zerocode ip route add 10.100.0.0/24 dev wg-z-main table 100
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```
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### Scenario 2: Two Users with Same IP
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```bash
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# User 1: zerocode
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ip netns add ns_zerocode
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ip netns exec ns_zerocode ip link add vrf:main type vrf table 100
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ip netns exec ns_zerocode ip link add wg-z-main type wireguard
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|
ip netns exec ns_zerocode ip link set wg-z-main vrf vrf:main
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ip netns exec ns_zerocode ip addr add 10.100.0.1/24 dev wg-z-main
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# User 2: alice (SAME IP!)
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|
ip netns add ns_alice
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ip netns exec ns_alice ip link add vrf:main type vrf table 100
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ip netns exec ns_alice ip link add wg-a-main type wireguard
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ip netns exec ns_alice ip link set wg-a-main vrf vrf:main
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ip netns exec ns_alice ip addr add 10.100.0.1/24 dev wg-a-main # SAME IP!
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# No conflict - different namespaces!
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```
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### Scenario 3: Cleanup
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```bash
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# Delete namespace (removes all interfaces, VRFs, etc.)
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ip netns del ns_zerocode
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# Or manually cleanup
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ip netns exec ns_zerocode ip link del wg-z-main
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ip netns exec ns_zerocode ip link del vrf:main
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ip netns exec ns_zerocode ip link del veth-z1
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|
ip netns del ns_zerocode
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```
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## Troubleshooting
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### Check Namespace Exists
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```bash
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ip netns list | grep <name>
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```
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### Check VRF in Namespace
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```bash
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ip netns exec <name> ip link show type vrf
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```
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### Check WG Interface in Namespace
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```bash
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ip netns exec <name> wg show
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```
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|
### Check Routing Table in VRF
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```bash
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|
ip netns exec <name> ip route show table <table-id>
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```
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### Check nftables in Namespace
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```bash
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|
ip netns exec <name> nft list tables
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ip netns exec <name> nft list table ip <table-name>
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```
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### Debug Connectivity
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```bash
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# Ping from namespace
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ip netns exec <name> ping <ip>
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# Trace route from namespace
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ip netns exec <name> traceroute <ip>
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# Capture packets in namespace
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ip netns exec <name> tcpdump -i <interface>
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```
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## Performance Tuning
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### Increase File Descriptors
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```bash
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# In namespace
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ip netns exec <name> ulimit -n 65535
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```
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### Optimize Kernel Parameters
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```bash
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# In namespace
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|
ip netns exec <name> sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
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|
ip netns exec <name> sysctl -w net.core.wmem_max=16777216
|
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|
```
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### Check Resource Usage
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```bash
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# Check namespace resource usage
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ls -la /var/run/netns/
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# Check VRF resource usage
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ip -d link show type vrf
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```
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**Last Updated**: 2026-07-10
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@@ -0,0 +1,494 @@
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# Namespace + VRF Security Considerations
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## Overview
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This document covers security aspects of the Namespace + VRF architecture, including isolation guarantees, attack surfaces, and best practices.
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## Isolation Guarantees
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### Network Namespace Isolation
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**What's isolated:**
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- Network interfaces
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- Routing tables
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- iptables/nftables rules
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|
- Socket bindings
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- `/proc/net` entries
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|
- Firewall rules
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**What's NOT isolated:**
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|
- Kernel (shared)
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- Process IDs (different namespace, but visible with `nsenter`)
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|
- Filesystem (shared unless `--mount` used)
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|
- Users (shared unless `--user` used)
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**Guarantee Level:** HIGH
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Namespace Isolation │
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│ │
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|
│ ✅ Network interfaces (complete isolation) │
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|
│ ✅ Routing tables (complete isolation) │
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|
│ ✅ nftables rules (complete isolation) │
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|
│ ✅ Socket bindings (complete isolation) │
|
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|
│ ⚠️ Kernel (shared) │
|
||||||
|
│ ⚠️ Filesystem (shared) │
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|
│ ⚠️ Process IDs (visible with nsenter) │
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|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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```
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### VRF Isolation
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**What's isolated:**
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- Routing tables
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|
- Gateway routes
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|
- Policy routing
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**What's NOT isolated:**
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|
- Network interfaces (shared within namespace)
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|
- Kernel (shared)
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|
- nftables rules (shared within namespace)
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|
**Guarantee Level:** MEDIUM
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```
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|
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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|
│ VRF Isolation │
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|
│ │
|
||||||
|
│ ✅ Routing tables (complete isolation) │
|
||||||
|
│ ✅ Gateway routes (complete isolation) │
|
||||||
|
│ ⚠️ Network interfaces (shared within namespace) │
|
||||||
|
│ ⚠️ Kernel (shared) │
|
||||||
|
│ ⚠️ nftables rules (shared within namespace) │
|
||||||
|
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||||
|
```
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|
## Attack Surfaces
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### 1. Cross-Namespace Attacks
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**Risk:** LOW
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**Attack Vector:**
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- Attacker gains access to one namespace
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- Attempts to access other namespaces
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**Mitigation:**
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|
- Network namespace isolation prevents direct access
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- No routing between namespaces without explicit veth pairs
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- nftables rules can block cross-namespace traffic
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**Detection:**
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```bash
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|
# Monitor cross-namespace attempts
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|
ip netns exec ns_test tcpdump -i any -n | grep -v "ns_test"
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|
```
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|
### 2. VRF Escape Attacks
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|
**Risk:** LOW
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**Attack Vector:**
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|
- Attacker in one VRF attempts to access another VRF
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|
- Uses routing table manipulation
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|
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|
**Mitigation:**
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|
- VRF isolation prevents routing table access
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- Each VRF has separate routing table
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- No shared routing state
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|
**Detection:**
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```bash
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|
# Monitor VRF routing changes
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|
ip netns exec ns_test ip route show table 100
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|
ip netns exec ns_test ip route show table 200
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|
```
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|
### 3. Kernel Exploits
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|
**Risk:** MEDIUM
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**Attack Vector:**
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|
- Kernel vulnerability allows namespace escape
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- Shared kernel between all namespaces
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|
**Mitigation:**
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|
- Keep kernel updated
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|
- Use kernel security modules (SELinux, AppArmor)
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|
- Limit namespace capabilities
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|
|
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|
**Detection:**
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|
```bash
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|
# Monitor kernel messages
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|
dmesg | grep -i "namespace\|vrf\|escape"
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|
```
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### 4. Resource Exhaustion
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|
**Risk:** MEDIUM
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**Attack Vector:**
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|
- Attacker creates excessive namespaces/VRFs
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- Exhausts kernel resources
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**Mitigation:**
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|
- Limit number of namespaces per user
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- Monitor resource usage
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- Implement quotas
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**Detection:**
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```bash
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# Monitor namespace count
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ip netns list | wc -l
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# Monitor VRF count
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|
ip link show type vrf | wc -l
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```
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### 5. API Access Control Bypass
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|
**Risk:** LOW
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|
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|
**Attack Vector:**
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|
- Attacker bypasses namespace-scoped API
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|
- Accesses other namespaces via API
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|
**Mitigation:**
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|
- Middleware validates namespace access
|
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|
- Role-based access control
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|
- JWT tokens with namespace claims
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||||||
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|
||||||
|
**Detection:**
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|
```bash
|
||||||
|
# Monitor API access
|
||||||
|
journalctl -u nexusguard-server | grep "namespace"
|
||||||
|
```
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|
## Security Best Practices
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### 1. Namespace Creation
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```bash
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|
# DO: Create namespace with limited capabilities
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|
ip netns add ns_test
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|
# DO: Set resource limits
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|
ulimit -n 65535
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|
# DON'T: Use --privileged flag in containers
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|
docker run --privileged ... # BAD
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# DO: Use specific capabilities
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docker run --cap-add=NET_ADMIN --cap-add=SYS_ADMIN ... # GOOD
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|
```
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|
### 2. VRF Configuration
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```bash
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|
# DO: Use separate routing tables
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ip link add vrf:main type vrf table 100
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ip link add vrf:isolated type vrf table 200
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||||||
|
# DO: Add routes to correct table
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|
ip route add 10.100.0.0/24 dev wg0 table 100
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|
# DON'T: Share routing tables between VRFs
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|
# BAD: Using same table ID for different VRFs
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|
```
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### 3. nftables Rules
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|
```bash
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|
# DO: Create per-namespace tables
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ip netns exec ns_test nft add table ip nexusguard
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# DO: Set default DROP policy
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ip netns exec ns_test nft add chain ip nexusguard forward '{type filter hook forward priority filter; policy drop;}'
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|
# DO: Allow only necessary traffic
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|
ip netns exec ns_test nft add rule ip nexusguard forward iifname wg0 accept
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# DON'T: Use default ACCEPT policy
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|
# BAD: policy accept;
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```
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|
### 4. WireGuard Configuration
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|
```bash
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|
# DO: Use strong keys
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|
wg genkey | wg pubkey
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# DO: Use preshared keys
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|
wg genpsk
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# DO: Limit allowed IPs
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|
wg set wg0 peer <pubkey> allowed-ips 10.100.0.2/32
|
||||||
|
|
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|
# DON'T: Use 0.0.0.0/0 for allowed IPs
|
||||||
|
# BAD: allowed-ips 0.0.0.0/0
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||||||
|
```
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||||||
|
|
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|
### 5. API Authentication
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|
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```go
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// DO: Validate namespace access
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|
func (h *Handler) ValidateNamespaceAccess(userID, namespaceID uuid.UUID) error {
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var nsUser models.NamespaceUser
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|
if err := h.db.Where("user_id = ? AND namespace_id = ?", userID, namespaceID).
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||||||
|
First(&nsUser).Error; err != nil {
|
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|
return fmt.Errorf("access denied")
|
||||||
|
}
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||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// DO: Check role permissions
|
||||||
|
func (h *Handler) CheckPermission(namespaceID, userID uuid.UUID, requiredRole string) error {
|
||||||
|
var nsUser models.NamespaceUser
|
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|
if err := h.db.Where("user_id = ? AND namespace_id = ?", userID, namespaceID).
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First(&nsUser).Error; err != nil {
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return fmt.Errorf("access denied")
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}
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|
if !hasPermission(nsUser.Role, requiredRole) {
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return fmt.Errorf("insufficient permissions")
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}
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return nil
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}
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```
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## Compliance Considerations
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### PCI DSS
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**Requirements:**
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- Network segmentation
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- Access control
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- Audit logging
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**Implementation:**
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```bash
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# Create PCI-compliant namespace
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ip netns add ns_pci
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# Isolate PCI workloads
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ip link add vrf:pci type vrf table 300
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# Add strict firewall rules
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ip netns exec ns_pci nft add table ip pci
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|
ip netns exec ns_pci nft add chain ip pci forward '{type filter hook forward priority filter; policy drop;}'
|
||||||
|
ip netns exec ns_pci nft add rule ip pci forward iifname wg-pci accept
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||||||
|
|
||||||
|
# Enable logging
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||||||
|
ip netns exec ns_pci nft add rule ip pci forward log prefix "PCI: " accept
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```
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### HIPAA
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**Requirements:**
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- Data isolation
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- Access control
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- Audit trails
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**Implementation:**
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```bash
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# Create HIPAA-compliant namespace
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ip netns add ns_hipaa
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# Isolate healthcare data
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ip link add vrf:hipaa type vrf table 400
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# Add strict access controls
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ip netns exec ns_hipaa nft add table ip hipaa
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||||||
|
ip netns exec ns_hipaa nft add chain ip hipaa forward '{type filter hook forward priority filter; policy drop;}'
|
||||||
|
ip netns exec ns_hipaa nft add rule ip hipaa forward iifname wg-hipaa accept
|
||||||
|
|
||||||
|
# Enable audit logging
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||||||
|
ip netns exec ns_hipaa nft add rule ip hipaa forward log prefix "HIPAA: " accept
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```
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||||||
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### SOC 2
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**Requirements:**
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- Security controls
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- Monitoring
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- Incident response
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**Implementation:**
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```bash
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|
# Create SOC 2-compliant namespace
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ip netns add ns_soc2
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# Add monitoring
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ip netns exec ns_soc2 tcpdump -i any -w /var/log/soc2/capture.pcap
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|
# Add alerting
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|
ip netns exec ns_soc2 nft add rule ip soc2 forward log prefix "SOC2: " accept
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```
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|
## Monitoring and Alerting
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### Namespace Monitoring
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```bash
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|
# Monitor namespace creation
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|
ip netns list | while read ns; do
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echo "Namespace: $ns"
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|
ip netns exec "$ns" ip link show | grep -v "lo:"
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||||||
|
done
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# Monitor namespace resource usage
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|
for ns in $(ip netns list | awk '{print $1}'); do
|
||||||
|
echo "=== $ns ==="
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||||||
|
ip netns exec "$ns" cat /proc/net/dev
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||||||
|
done
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
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|
### VRF Monitoring
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|
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|
```bash
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# Monitor VRF creation
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ip link show type vrf | grep "vrf:" | awk '{print $2}'
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|
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||||||
|
# Monitor VRF routing tables
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|
for vrf in $(ip link show type vrf | grep "vrf:" | awk '{print $2}' | cut -d: -f1); do
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||||||
|
echo "=== $vrf ==="
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|
ip route show table all | grep "$vrf"
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||||||
|
done
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|
```
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||||||
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|
### Security Monitoring
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||||||
|
|
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|
```bash
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|
# Monitor cross-namespace attempts
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|
ip netns exec ns_test tcpdump -i any -n 2>&1 | \
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||||||
|
grep -v "ns_test" | \
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|
logger -t "namespace-security"
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||||||
|
# Monitor VRF escape attempts
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip route show table all | \
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||||||
|
grep -v "table 100" | \
|
||||||
|
logger -t "vrf-security"
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|
```
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|
## Incident Response
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### Namespace Compromise
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**Detection:**
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```bash
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# Check for suspicious activity
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ip netns exec ns_test tcpdump -i any -n -c 1000 > /tmp/suspicious.pcap
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|
# Check for unauthorized access
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|
ip netns exec ns_test ss -tulpn
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# Check for unusual processes
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|
ip netns exec ns_test ps aux
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```
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|
**Response:**
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|
```bash
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|
# Isolate namespace
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|
ip netns exec ns_test nft add chain ip nexusguard isolate '{type filter hook forward priority 0; policy drop;}'
|
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|
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|
# Capture forensics
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|
ip netns exec ns_test tcpdump -i any -w /forensics/ns_test.pcap
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# Reset namespace
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|
ip netns del ns_test
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ip netns add ns_test
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```
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### VRF Escape
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|
**Detection:**
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|
```bash
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|
# Monitor routing table changes
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ip netns exec ns_test ip route show table all | \
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|
awk 'NR>1{print $1}' | sort | uniq -c | sort -rn
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|
# Check for unauthorized routes
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|
ip netns exec ns_test ip route show table 100 | grep -v "10.100.0.0/24"
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```
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|
**Response:**
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|
```bash
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# Flush VRF routes
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ip netns exec ns_test ip route flush table 100
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# Recreate VRF
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ip netns exec ns_test ip link del vrf:main
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ip netns exec ns_test ip link add vrf:main type vrf table 100
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|
ip netns exec ns_test ip link set vrf:main up
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|
```
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## Security Auditing
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### Audit Commands
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```bash
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# List all namespaces
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ip netns list
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# List all VRFs
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ip link show type vrf
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# List all WireGuard interfaces
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ip netns exec ns_test wg show
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# List all nftables rules
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ip netns exec ns_test nft list ruleset
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# Check namespace permissions
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psql -U nexusguard -d nexusguard -c "
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SELECT n.name, nu.role, u.username
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|
FROM namespaces n
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|
JOIN namespace_users nu ON n.id = nu.namespace_id
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|
JOIN users u ON nu.user_id = u.id
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||||||
|
ORDER BY n.name, nu.role;
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|
"
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```
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### Audit Logging
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```bash
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|
# Enable audit logging
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|
auditctl -w /var/run/netns -p wa -k namespace
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|
auditctl -w /etc/netns -p wa -k namespace
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|
# Check audit logs
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ausearch -k namespace --interpret
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```
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|
### Security Scanning
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```bash
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# Scan for open ports
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ip netns exec ns_test ss -tulpn
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# Scan for vulnerabilities
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|
ip netns exec ns_test lynis audit system
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# Check for misconfigurations
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|
ip netns exec ns_test nft list ruleset | \
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|
grep -E "(policy accept|0.0.0.0/0)"
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```
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|
## Conclusion
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The Namespace + VRF architecture provides **strong isolation guarantees** for network workloads. Key security considerations:
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|
1. **Namespace isolation** is HIGH — complete network stack isolation
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|
2. **VRF isolation** is MEDIUM — routing table isolation within namespace
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|
3. **Attack surfaces** are limited but exist (kernel, filesystem)
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|
4. **Compliance** is achievable with proper implementation
|
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|
5. **Monitoring** is essential for security assurance
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|
**Recommendation:** Implement with security best practices and regular auditing.
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**Status:** Security reference — not yet implemented
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**Last Updated:** 2026-07-10
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|
**Author:** NexusGuard Team
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@@ -0,0 +1,492 @@
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# Namespace + VRF Troubleshooting Guide
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## Common Issues
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### Issue 1: Namespace Creation Fails
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**Symptoms:**
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```bash
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$ ip netns add ns_test
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RTNETLINK answers: Operation not permitted
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```
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|
**Causes:**
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- Not running as root
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- Kernel namespace support disabled
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- Container limitations
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**Solutions:**
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```bash
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# Solution 1: Run as root
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sudo ip netns add ns_test
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# Solution 2: Check kernel support
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modprobe vrf
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modprobe wireguard
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# Solution 3: Check container capabilities
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|
# Docker needs --cap-add=NET_ADMIN --cap-add=SYS_ADMIN
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docker run --cap-add=NET_ADMIN --cap-add=SYS_ADMIN ...
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```
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||||||
|
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### Issue 2: VRF Creation Fails
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|
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|
**Symptoms:**
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```bash
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|
$ ip netns exec ns_test ip link add vrf:main type vrf table 100
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|
RTNETLINK answers: No such file or directory
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```
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||||||
|
**Causes:**
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|
- VRF module not loaded
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- Table ID already in use
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- Namespace doesn't exist
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||||||
|
**Solutions:**
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|
```bash
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|
# Solution 1: Load VRF module
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||||||
|
sudo modprobe vrf
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|
# Solution 2: Check existing VRFs
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|
ip netns exec ns_test ip link show type vrf
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||||||
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# Solution 3: Use different table ID
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|
ip netns exec ns_test ip link add vrf:main type vrf table 200
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||||||
|
# Solution 4: Verify namespace exists
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||||||
|
ip netns list | grep ns_test
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|
```
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||||||
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||||||
|
### Issue 3: WireGuard Interface Won't Bind to VRF
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|
|
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|
**Symptoms:**
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```bash
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||||||
|
$ ip netns exec ns_test ip link set wg0 vrf vrf:main
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||||||
|
RTNETLINK answers: Invalid argument
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|
```
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||||||
|
|
||||||
|
**Causes:**
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|
- VRF not up
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|
- Interface doesn't exist
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|
- VRF name mismatch
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||||||
|
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|
**Solutions:**
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||||||
|
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||||||
|
```bash
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||||||
|
# Solution 1: Ensure VRF is up
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|
ip netns exec ns_test ip link set vrf:main up
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||||||
|
|
||||||
|
# Solution 2: Verify interface exists
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip link show
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||||||
|
|
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|
# Solution 3: Check VRF name
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|
ip netns exec ns_test ip link show type vrf
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||||||
|
|
||||||
|
# Solution 4: Create interface first
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip link add wg0 type wireguard
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip link set wg0 vrf vrf:main
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
### Issue 4: No Connectivity in Namespace
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||||||
|
|
||||||
|
**Symptoms:**
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|
```bash
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||||||
|
$ ip netns exec ns_test ping 10.0.0.1
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||||||
|
connect: Network is unreachable
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|
```
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||||||
|
|
||||||
|
**Causes:**
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|
- No default route
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|
- Interface not configured
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- Routing table missing
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||||||
|
**Solutions:**
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||||||
|
|
||||||
|
```bash
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||||||
|
# Solution 1: Add default route
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip route add default via 10.0.0.1
|
||||||
|
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||||||
|
# Solution 2: Configure interface
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip addr add 10.0.0.2/24 dev eth0
|
||||||
|
ip netns exec ns_test ip link set eth0 up
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||||||
|
|
||||||
|
# Solution 3: Check routing table
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip route show
|
||||||
|
|
||||||
|
# Solution 4: Check VRF routes
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||||||
|
ip netns exec ns_test ip route show table 100
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
### Issue 5: nftables Rules Not Working
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||||||
|
|
||||||
|
**Symptoms:**
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||||||
|
```bash
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||||||
|
$ ip netns exec ns_test nft list table ip nexusguard
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||||||
|
table ip nexusguard {
|
||||||
|
chain forward {
|
||||||
|
type filter hook forward priority filter; policy accept;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
# But traffic not being filtered
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
**Causes:**
|
||||||
|
- Rules in wrong table
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||||||
|
- Chain not hooked
|
||||||
|
- Interface mismatch
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||||||
|
|
||||||
|
**Solutions:**
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
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||||||
|
# Solution 1: Verify chain hook
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft list chain ip nexusguard forward
|
||||||
|
|
||||||
|
# Solution 2: Add rules correctly
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||||||
|
ip netns exec ns_test nft add rule ip nexusguard forward iifname wg0 accept
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||||||
|
|
||||||
|
# Solution 3: Check interface names
|
||||||
|
ip netns exec ns_test ip link show
|
||||||
|
|
||||||
|
# Solution 4: Flush and re-add rules
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft flush chain ip nexusguard forward
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
### Issue 6: Cross-Namespace Communication Fails
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||||||
|
|
||||||
|
**Symptoms:**
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||||||
|
```bash
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||||||
|
# From ns_alice
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||||||
|
$ ip netns exec ns_alice ping 10.100.0.1
|
||||||
|
connect: Network is unreachable
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||||||
|
|
||||||
|
# But 10.100.0.1 is in ns_zerocode
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||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
**Causes:**
|
||||||
|
- No routing between namespaces
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||||||
|
- VRF isolation working correctly
|
||||||
|
- Need veth pair for cross-namespace
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||||||
|
|
||||||
|
**Solutions:**
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||||||
|
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||||||
|
```bash
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||||||
|
# Solution 1: Create veth pair (if needed)
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||||||
|
ip link add veth-alice type veth peer name veth-zerocode
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||||||
|
ip link set veth-zerocode netns ns_zerocode
|
||||||
|
ip link set veth-alice netns ns_alice
|
||||||
|
|
||||||
|
# Solution 2: Configure veth
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||||||
|
ip netns exec ns_alice ip addr add 10.0.0.1/24 dev veth-alice
|
||||||
|
ip netns exec ns_alice ip link set veth-alice up
|
||||||
|
ip netns exec ns_alice ip route add default via 10.0.0.1
|
||||||
|
|
||||||
|
ip netns exec ns_zerocode ip addr add 10.0.0.2/24 dev veth-zerocode
|
||||||
|
ip netns exec ns_zerocode ip link set veth-zerocode up
|
||||||
|
ip netns exec ns_zerocode ip route add default via 10.0.0.2
|
||||||
|
|
||||||
|
# Solution 3: Add static routes
|
||||||
|
ip netns exec ns_alice ip route add 10.100.0.0/24 via 10.0.0.2
|
||||||
|
ip netns exec ns_zerocode ip route add 10.100.0.0/24 via 10.0.0.1
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Issue 7: WireGuard Handshake Fails
|
||||||
|
|
||||||
|
**Symptoms:**
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
$ ip netns exec ns_test wg show
|
||||||
|
interface: wg0
|
||||||
|
peer: <public_key>
|
||||||
|
endpoint: 1.2.3.4:51820
|
||||||
|
allowed ips: 10.100.0.2/32
|
||||||
|
latest handshake: (none)
|
||||||
|
transfer: 0 B received, 0 B sent
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
**Causes:**
|
||||||
|
- Firewall blocking UDP
|
||||||
|
- NAT not configured
|
||||||
|
- Endpoint unreachable
|
||||||
|
|
||||||
|
**Solutions:**
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
# Solution 1: Check firewall
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft list ruleset
|
||||||
|
|
||||||
|
# Solution 2: Allow UDP in firewall
|
||||||
|
ip netns exec ns_test nft add rule ip nexusguard input udp dport 51820 accept
|
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# Solution 3: Configure NAT (if needed)
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ip netns exec ns_test nft add table ip nat
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ip netns exec ns_test nft add chain ip nat postrouting '{type nat hook postrouting priority 100;}'
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|
ip netns exec ns_test nft add rule ip nat postrouting oifname eth0 masquerade
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# Solution 4: Check connectivity
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ip netns exec ns_test ping 1.2.3.4
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```
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### Issue 8: Permission Denied for API Calls
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**Symptoms:**
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```json
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{
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"error": "permission denied"
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}
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```
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**Causes:**
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- User not in namespace
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- Wrong role
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- Token expired
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**Solutions:**
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```bash
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# Solution 1: Check user in namespace
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psql -U nexusguard -d nexusguard -c "
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|
SELECT * FROM namespace_users
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|
WHERE namespace_id = (SELECT id FROM namespaces WHERE name = 'testns');
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||||||
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"
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# Solution 2: Add user to namespace
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|
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/ns/testns/users \
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|
-H "Authorization: Bearer <admin_token>" \
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|
-H "Content-Type: application/json" \
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|
-d '{"user_id": "<user_id>", "role": "admin"}'
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# Solution 3: Check role
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psql -U nexusguard -d nexusguard -c "
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SELECT nu.role FROM namespace_users nu
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JOIN namespaces n ON nu.namespace_id = n.id
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|
WHERE n.name = 'testns' AND nu.user_id = '<user_id>';
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"
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```
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## Debugging Commands
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### Check Namespace Status
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```bash
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# List all namespaces
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ip netns list
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# Check namespace exists
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ip netns list | grep ns_test
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# Enter namespace shell
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ip netns exec ns_test bash
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# Check namespace processes
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ip netns exec ns_test ps aux
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```
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### Check VRF Status
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```bash
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# List VRFs in namespace
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ip netns exec ns_test ip link show type vrf
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# Check VRF details
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|
ip -d link show type vrf
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# Check VRF routes
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|
ip netns exec ns_test ip route show table 100
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```
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### Check WireGuard Status
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```bash
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# Show WireGuard interfaces
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|
ip netns exec ns_test wg show
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|
# Show WireGuard details
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|
ip netns exec ns_test wg show wg0
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# Check WireGuard config
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ip netns exec ns_test wg showconf wg0
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```
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### Check nftables Status
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```bash
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# List all tables
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|
ip netns exec ns_test nft list tables
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# List specific table
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|
ip netns exec ns_test nft list table ip nexusguard
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# List rules with handles
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|
ip netns exec ns_test nft -a list table ip nexusguard
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|
# Check rule counters
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ip netns exec ns_test nft list chain ip nexusguard forward
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```
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### Check Connectivity
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```bash
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# Ping from namespace
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|
ip netns exec ns_test ping 10.100.0.1
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# Traceroute from namespace
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|
ip netns exec ns_test traceroute 10.100.0.1
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# Capture packets
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|
ip netns exec ns_test tcpdump -i wg0 -n
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# Check routing table
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|
ip netns exec ns_test ip route show
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# Check ARP table
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ip netns exec ns_test ip neigh show
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|
```
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### Check Database State
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```bash
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# List namespaces
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|
psql -U nexusguard -d nexusguard -c "SELECT * FROM namespaces;"
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|
# List namespace users
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|
psql -U nexusguard -d nexusguard -c "SELECT * FROM namespace_users;"
|
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|
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|
# List VRFs
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|
psql -U nexusguard -d nexusguard -c "SELECT * FROM vrfs;"
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|
# List servers with VRF
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|
psql -U nexusguard -d nexusguard -c "
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|
SELECT s.name, s.interface_name, n.name as namespace, v.name as vrf
|
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|
FROM wg_servers s
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||||||
|
LEFT JOIN namespaces n ON s.namespace_id = n.id
|
||||||
|
LEFT JOIN vrfs v ON s.vrf_id = v.id;
|
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|
"
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|
```
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## Log Analysis
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### Server Logs
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```bash
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# Check server logs
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|
journalctl -u nexusguard-server -f
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|
# Check for VRF errors
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|
journalctl -u nexusguard-server | grep -i vrf
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|
# Check for namespace errors
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|
journalctl -u nexusguard-server | grep -i namespace
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|
```
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### Kernel Logs
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```bash
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|
# Check kernel messages
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|
dmesg | grep -i vrf
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|
dmesg | grep -i wireguard
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|
dmesg | grep -i namespace
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|
```
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|
### nftables Logs
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|
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|
```bash
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|
# Enable nftables logging
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|
ip netns exec ns_test nft add rule ip nexusguard forward log prefix "nft: " accept
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|
# Check logs
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|
journalctl -k | grep "nft:"
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```
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## Performance Issues
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### High CPU Usage
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```bash
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# Check CPU usage per namespace
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|
top -p $(ip netns exec ns_test pgrep -d,)
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# Check WireGuard CPU usage
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|
ip netns exec ns_test wg show | grep -A 5 "transfer"
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```
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|
### High Memory Usage
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|
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```bash
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# Check memory per namespace
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|
cat /proc/net/ns/*/mem 2>/dev/null || echo "Not available"
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|
# Check total namespace memory
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|
ps aux | grep "ip netns exec" | awk '{sum+=$6} END {print sum/1024 " MB"}'
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```
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|
### Network Latency
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|
```bash
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|
# Measure latency
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|
ip netns exec ns_test ping -c 100 10.100.0.1 | tail -1
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|
# Check interface stats
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|
ip netns exec ns_test ip -s link show wg0
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```
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## Cleanup Commands
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### Remove Namespace
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```bash
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# Delete namespace (removes everything)
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|
ip netns del ns_test
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|
# Or manually cleanup
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|
ip netns exec ns_test ip link del wg0
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|
ip netns exec ns_test ip link del vrf:main
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|
ip netns exec ns_test ip link del veth0
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|
ip netns del ns_test
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|
```
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|
### Remove VRF
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```bash
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|
# Delete VRF
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|
ip netns exec ns_test ip link del vrf:main
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||||||
|
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|
# Verify deletion
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|
ip netns exec ns_test ip link show type vrf
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|
```
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|
### Remove WireGuard Interface
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||||||
|
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|
```bash
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|
# Delete WireGuard interface
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|
ip netns exec ns_test ip link del wg0
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|
# Verify deletion
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|
ip netns exec ns_test wg show
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|
```
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|
## Getting Help
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### Check Documentation
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```bash
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# Kernel documentation
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man ip-netns
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man ip-link
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|
man wg
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# NexusGuard documentation
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ls reference/namespace-vrf/
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cat reference/namespace-vrf/architecture.md
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### Community Resources
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- WireGuard mailing list: https://lists.zx2c4.com/pipermail/wireguard/
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- Linux kernel mailing list: https://lkml.org/
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|
- NexusGuard GitHub: https://github.com/nexusguard/nexusguard
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**Last Updated:** 2026-07-10
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**Author:** NexusGuard Team
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Reference in New Issue
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