Docker网络

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 docker run 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。

格式：

docker run -d --name test1 -P nginx  #-P 大p随机映射端口（从32768开始）

docker run -d --name test1 -p 1333:80 nginx  #-p 指定端口映射

查看容器的输出和日志信息

docker logs 容器的ID/名称

Docker 的网络模式：

• bridge：docker默认得网络模式。每个容器都有独立得网络命名空间（net namespace），每个容器有独立得IP、端口范围（每个容器可以使用相同的端口）、路由、iptables规则等

  • –network bridge ，或者省略（不指定–net 默认就是bridge模式）

• host：容器和宿主机共享网络命名空间，容器和宿主机使用同一个IP、端口范围（容器和主机不可使用相同端口会冲突）等网络资源

  • –network host

• container：与指定容器共享网络命名空间，两个容器使用同一个IP、端口范围（两个容器不可以使用相同的端口）等网络资源

  • –network container

• none：每个容器都有独立得命名空间，但是容器没有eth0网卡、IP、端口等，只有lo网卡

  • –network none

• 自定义网络：自定义创建一个网桥和网段，可使容器指定ip地址创建容器

  • 创建模式：docker network create --subnet=新网段 --opt “com.docker.network.bridge.name”=“新网桥名称” 新网络模式名称

  • 选择模式：docker run --network=新网络模式名称 --ip 自定义ip 镜像:标签 【-c 启动命令】

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Network Namespace， 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。

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。

docker run -itd --name test1 nginx:latest /bin/bash       #--name 选项可以给容器创建一个自定义名称
56159a3a669a7bfd4c29aec72686119dd168d1d80b54ee9c4987eaa8b95e0194
docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
56159a3a669a   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   5 seconds ago   Up 3 seconds   80/tcp    test1


docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 56159a3a669a		#查看容器进程号
116805

ls -l /proc/116805/ns     #查看容器的进程、网络、文件系统等命名空间编号
总用量 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:08 ipc -> ipc:[4026532513]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:08 mnt -> mnt:[4026532511]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:05 net -> net:[4026532516]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:08 pid -> pid:[4026532514]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:08 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:08 uts -> uts:[4026532512]

docker run -itd --name test2 --net=container:56159a3a669a nginx:latest /bin/bash
72737f1ad2ce44186943debab3c8f6a5493f7b7bd08cd28669edabbc0a6ad069

docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED          STATUS         PORTS     NAMES
72737f1ad2ce   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   10 seconds ago   Up 9 seconds             test2
56159a3a669a   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   5 minutes ago    Up 5 minutes   80/tcp    test1

docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 72737f1ad2ce
117588

ls -l /proc/117588/ns		#查看可以发现两个容器的 net namespace 编号相同
总用量 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:12 ipc -> ipc:[4026532585]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:12 mnt -> mnt:[4026532583]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:12 net -> net:[4026532516]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:12 pid -> pid:[4026532586]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:12 user -> user:[402653183
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  20 16:12 uts -> uts:[4026532584]

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。

Dridge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。

（1）当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为docker0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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

使用方法参考文章开头

以上不需要手动配置，真正需要配置的是自定义网络

自定义网络模式

#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 test2 --network=bridge --ip 172.17.0.15 centos:latest /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=172.18.0.0/16 --opt "com.docker.network.bridge.name"="docker1"  mynetwork

//创建172.18.0.0/16的网段
--opt "com.docker.network.bridge.name"="docker1" 网桥命名
 mynetwork 网络模式名

#docker1 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 network ls    #查看网络列表

docker run -itd --name test4 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash

	--network：指定网络类型
	--ip：指定ip地址

总结

• Host：与宿主机共享网络名称空间/网络协议栈，IP共享、端口范围共享
• Contawiner：多个容器之间共享一个network namespaces，多个容器公用一个I和端口
• None：自闭空间，无网卡，无需网络连接
• Bridge：桥接，默认模式，在不指定网络模式的情况下创建容器，默认使用此模式，通过Veth对连接容器与docker0网桥，网桥分配给容器IP，同时docker0作为“局域网”内容器的网关，最后和宿主机网卡进行通讯，同时，通过IPtables规则将容器IP/port映射出去，用于与宿主机网卡交互