Docker网络与资源控制
目录
一、Docker 网络
1、Docker 网络实现原理
2、Docker 的网络模式
二、Docker网络模式详解
1.host模式
2.container模式
3.none模式
4.bridge模式
5.自定义网络
三、资源控制
一、对CPU资源的控制
1、设置CPU使用率上限
二、对内存使用的限制
三、对磁盘IO配额的限制
一、Docker 网络
1、Docker 网络实现原理
Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默认网关。因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的 Container-IP 直接通信。
Docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过Container-IP访问到容器。如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主主机(端口映射)，即dockerrun创建容器时候通过-p或-P参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。
docker rm $(docker ps -a -q) #批量清理后台停止的容器
格式：
docker run -d --name test1 -P nginx #-P不指定，随机映射端口（从32768开始）
docker run -d --name test2 -p 43999:80 nginx #-p指定映射端口
docker ps-a
浏览器访问：http://192.168.187.108:49153与http://192.168.187.108:43999
#查看容器的输出和日志信息
docker logs 容器的ID/名称
2、Docker 的网络模式
- Host：容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。
- Container：创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口范围。
- None：该模式关闭了容器的网络功能。
- Bridge：默认为该模式，此模式会为每一个容器分配、设置IP等，并将容器连接到一个docker0虚拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信。
- 自定义网络
安装Docker时，它会自动创建三个网络，bridge ( 创建容器默认连接到此网络)、none 、host
docker network ls 或 docker network list #查看docker网络列表 
使用docker run创建Docker容器时，可以用 --net 或 --network 选项指定容器的网络模式
- host模式：使用 --net=host 指定。
- none模式：使用 --net=none 指定。
- container模式：使用 --net=container:NAME_or_ID 指定。
- bridge模式：使用 --net=bridge 指定，默认设置，可省略。
二、Docker网络模式详解
1.host模式
相当于Vmware中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但没有独立IP地址。
Docker使用了Linux的Namespaces技术来进行资源隔离，如PID Namespace隔离进程，Mount Namespace隔 离文件系统，Network Namespace隔离网络等。
一个Network Namespace提供了一份独立的网络环境，包括网卡、路由、iptable规 则等都与其他的Network Namespace隔离。
一个Docker容器一般会分配一个独立的Network Namespace 。
但如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一-个独立的NetworkNamespace，而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡、配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。
2.container模式
在理解了host模式后，这个模式也就好理解了。这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个Network Namespace,而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口范围等。同样，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。两个容器的进程可以通过lo网卡设备通信。
#新建一个容器
docker run -itd --name yzy1 nginx:latest /bin/bash
docker ps -a
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 50dea6312ded #查看容器进程号
ls -l /proc/23904/ns
docker run -itd --name yzy2 --net=container:50dea6312ded nginx:latest /bin/bash
#创建container模式容器
docker ps -a
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 79b3d04ac9a7
ls -l /proc/24034/ns
3.none模式
使用none模式，Docker 容器拥有自己的Network Namespace, 但是，并不为Docker 容器进行任何网络配置。
也就是说，这个Docker容器没有网卡、IP、 路由等信息。这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡。这种类型的网络没有办法联网，封闭的网络能很好的保证容器的安全性。
4.bridge模式
bridge模式是docker的默认网络模式，不用–net参数， 就是bridge模式。
相当于Vmware中的nat模式，容器使用独立network Namespace，并连接到docker0虚拟网卡。通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network Namespace、 设置IP等，并将一个主机上的Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。
- 当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为dockex0的虚拟网桥，此主机上启动的Docker容器会连接到这个虚拟网桥上。虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。
- 从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备。veth设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth设备常用来连接两个网络设备。.
- Docker将 veth pair设备的一- 端放在新创建的容器中，并命名为eth0 ( 容器的网卡)，另一端放在主机中，以veth *这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到docker0网桥中。可以通过brctl show 命令查看。
- 使用docker run -p时，docker实际是在iptables做了DNAT规则，实现端口转发功能。可以使用iptables -t nat -vnL 查看。
5.自定义网络
直接使用bridge模式，是无法支持指定ip运行docker的，例如执行以下命令就会报错
docker run -itd --name test4 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash
创建自定义网络
可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker
docker network create --subnet=172.20.0.0/16 --opt "com.docker.network.bridge.name "="nanjing" mynetworkdocker1为执行ifconfig -a命令时，显示的网卡名，如果不使用–opt 参数指定此名称，那你在使用ifconfig -a
命令查看网络信息时，看到的是类似br-110eb56a0b22这样的名字，这显然不怎么好记。
#mynetwork为执行docker network list命令时，显示的bridge网络模式名称。
docker run -itd --name yzy4 --net mynetwork --ip 172.20.0.10 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
docker exec -it 90e334450864 bash
#进入该容器
yum install -y net-tools
#下载工具
ifconfig
三、资源控制
一、对CPU资源的控制
cgroups，是一个非常强大的linux内核工具，他不仅可以限制被namespace隔离起来的资源，
还可以为资源设置权重、计算使用量、操控进程启停等等。所以cgroups ( Control groups) 实现了对资源的配额和度量。
cgroups有四大功能：
- 资源限制:可以对任务使用的资源总额进行限制
- 优先级分配:通过分配的cpu时间片数量以及磁盘IO带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级
- 资源统计:可以统计系统的资源使用量，如cpu时长， 内存用量等
- 任务控制: cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作
1、设置CPU使用率上限
- Linux通过CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）来调度各个进程对CPU的使用。CFS默认的调度周期是100ms。
- 我们可以设置每个容器进程的调度周期，以及在这个周期内各个容器最多能使用多少CPU时间。
- 使用
--cpu-period即可设置调度周期； - 使用
--cpu-quota即可设置在每个周期内容器能使用的CPU时间。两者可以配合使用。 - CFS周期的有效范围是1ms1s，对应的`–cpu-period`的数值范围是10001000000。
- 容器的CPU配额必须不小于1ms，即
--cpu-quota的值必须>=1000。
查看CPU使用率
docker run -itd --name yzy1 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a41f321fa939 centos:7 "/bin/bash" 6 seconds ago Up 5 seconds jzm1
cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/a41f321fa939883a3996ca5b6710b23965d2ce37915c4e2341c593910ac38c5d/
cat cpu.cfs_period_us cpu.cfs_quota_us
100000
-1
----------------------------------------------
#cpu.cfs_period_us：cpu分配的周期(微秒，所以文件名中用 us 表示），默认为100000。
#cpu.cfs_quota_us：表示该control group限制占用的时间（微秒），默认为-1，表示不限制
-----------------------------------------------二、对内存使用的限制
#创建指定物理内存的容器
-m(--memory=)选项用于限制容器可以使用的最大内存
docker run -itd --name yzy1 -m 512m centos:7 /bin/bash
docker stats
#创建指定物理内存和swap的容器
docker run -itd --name yzy2 -m 512m --memory-swap 1g centos:7 /bin/bash
强调一下，--memory-swap是必须要与--memory一起使用的
正常情况下，--memory-swap的值包含容器可用内存和可用swap
所以-m 300m --memory-swap=1g 的含义为:容器可以使用300M 的物理内存，并且可以使用700M (1G - 300M）的swap
如果--memory-swap设置为0或者不设置，则容器可以使用的swap大小为-m值的两倍
如果--memory-swap的值和-m值相同，则容器不能使用swap
如果--memory-Swap值为-1，它表示容器程序使用的内存受限，而可以使用的swap空间使用不受限制（宿主机有多少，swap容器就可以使用多少)三、对磁盘IO配额的限制
设置限制项
--device-read-bps：#限制某个设备上的读速度bps（数据量），单位可以是kb、mb（M）或者gb。
#例：docker run -itd --name jzm1 --device-read-bps /dev/sda:1M centos:7 /bin/bash
--device-write-bps：#限制某个设备上的写速度bps（数据量），单位可以是kb、mb（M）或者gb。
#例：docker run -itd --name jzm2 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash
--device-read-iops： #限制读某个设备的iops（次数）
--device-write-iops：#限制写入某个设备的iops（次数）创建容器，并限制写速度
docker run -itd --name yzy1 --device-write-bps /dev/sda:5mb centos:7 /bin/bash
通过dd来验证写速度
docker exec -it cfa60bfee91c bash #进入容器
dd if=/dev/zero of=test.out bs=1M count=50 oflag=direct #添加oflag参数以规避掉文件系统cache
清理docker占用的磁盘空间
docker system prune -a #可以用于清理磁盘，删除关闭的容器、无用的数据卷和网络