[云原生1] Docker网络模式的详细介绍

1. Docker 网络

1.1 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。

1.2 为容器创建端口映射

端口映射：底层原理实际是做了一个DNAT转换。

#基本格式
docker run -itd  --name=为容器指定名称 -P 镜像名称

#示例
#方式1 ---- 随机映射端口（从32768开始）
docker run -d --name test1 -P nginx					

#方式2 ---- 指定映射端口
docker run -d --name test2 -p 43000:80 nginx	

2. Docker的网络模式概述

2.1 Docker的网络模式

• Host： 容器不会虚拟出自己的网卡，配置主机的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 的虚拟网桥，通过docker 0 网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信。
• 自定义网络

在安装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。

2.2 查看docker的网络列表

 #查看docker的网络列表
 docker network ls
 或者
 docker network list

2.3 指定容器网络模式

#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。

3. 网络模式详解

3.1 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
• 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。

容器和宿主机共享网络命名空间，但没有独立IP地址，使用宿主机的IP地址，和宿主机共享端口范围，例如宿主机使用了80端口，那么容器不能使用80端口。这种模式比较方便，但不安全。

#示例
docker run --network=host

3.2 container模式

• 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 --network=container:指定的容器ID|容器名

#示例
docker run -itd --name s1 nginx:1.12 /bin/bash			
#--name 选项可以给容器创建一个自定义名称

docker ps -a

docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 4a472c5865be
#查看容器的进程id号

docker run -itd --name s2 --net=container:4a472c5865be nginx:1.12 /bin/bash


docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 3dc91d1b2eb7 
#查看新创建容器进程号

ls -l /proc/63713/ns

ls -l /proc/63613/ns
#查看两个容器的 net namespace 编号

3.3 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。

docker run -id --net=none --name s3 nginx:1.12
#指定网络模式为none

docker inspect s3
#使用inspect查看

3.4 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。

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。

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。

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。

3.5 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 test3 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash

#创建自定义网络
docker network create --subnet 新网段 --opt "com.docker.network.bridge.name"="新网桥名" 新网络模式名

docker run -id --network 新网络模式名 --ip 自定义IP

#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

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#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。
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docker run -itd --name test4 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 nginx:1.12 /bin/bash
#再次创建新容器

docker inspect s4
#查看详细信息