Docker网络原理及案例详解
文章目录
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- 简介
- Docker网络产生的过程
- Docker network的作用
- 网络模式
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- 网络模式---bridge
- 网络模式---host
- 网络模式---none
- 自定义网络
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简介
Docker网络实现容器之间通信和连接外部网络的功能,主要的网络连接方式有桥接网络（Bridge Network、主机网络（Host Network）、none网络。
Docker网络产生的过程
1.首先我们查看docker不启动的时候 宿主机默认网络情况
网卡详解：
在安装 Linux 操作系统时，常见的网络接口命名可能包括 ens33、lo 和 virbr0。以下是每个网络接口的简要介绍：
ens33：ens33 是一种命名约定，用于表示以太网接口的网络接口。在不同的系统和配置中，以太网接口的名称可能会有所不同。ens33
通常是物理网卡（例如以太网卡）的默认命名方式，如第三个以太网接口。它用于连接网络，并提供通过以太网进行通信的功能。
lo：lo 是一个特殊的网络接口，代表本地回环接口（Loopback
Interface）。本地回环接口是一个虚拟接口，用于在计算机内部进行数据通信，实现网络上的通信循环。通过 lo
接口发送的数据将在计算机内部回环，不会实际通过网络传输。
virbr0：virbr0 是一种虚拟桥接接口，通常与虚拟化技术（如KVM、VirtualBox等）相关。它是为虚拟机提供网络连接而创建的虚拟网桥。虚拟机可以通过该接口与宿主机和其他虚拟机进行网络通信。virbr0 接口是由主机上的虚拟化软件自动创建和配置的。 这些网络接口在 Linux 操作系统中具有不同的作用，ens33 用于物理网络连接和通信，lo 用于本地回环通信，而 virbr0 是与虚拟机相关的虚拟桥接接口。如安装图形化桌面就会出现virbr0，可以通过yum removelibvirt-libs.x86_64 将其卸载。
- Docker启动后，网络情况
命令：systemctl start docker
docker启动会产生一个名为docker0的虚拟网桥
Docker0的原理和作用如下：
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虚拟网络桥接器：docker0是一个虚拟网络桥接器，它充当主机和Docker容器之间的通信桥梁。它通过将主机上的物理网络接口（如eth0）与容器中的虚拟以太网桥接在一起，使得容器能够通过主机进行网络连接，以及容器之间的网络通信。
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IP地址分配：docker0接口将分配给它一个IP地址，通常是172.17.0.1。这个IP地址是用作docker0接口所在的子网网关，容器将通过这个网关访问主机和外部网络。
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默认桥接网络：docker0接口是Docker默认桥接网络的一部分。当你创建一个新的桥接网络时，Docker会自动在主机上创建一个虚拟以太网桥，并将其与docker0接口连接起来。这允许容器通过docker0和其他容器进行通信。
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容器互联：docker0接口还充当了容器互联的中介。容器通过与docker0接口连接，可以实现容器之间的通信。Docker在创建容器时会为每个容器分配一个独立的IP地址，并将其添加到docker0接口中。
总而言之，docker0是一个虚拟网络桥接器，在Docker中起到了连接主机和容器、实现容器间通信的关键作用。通过docker0接口，容器能够访问主机和外部网络，并且容器之间可以通过docker0接口进行通信。
Docker network的作用
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容器间通信：Docker网络允许在同一宿主机上的不同容器之间建立网络连接，容器可以通过网络进行通信和交互。这种容器间的通信可以通过容器名称或IP地址进行。
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与其他服务通信：Docker容器可以与主机上的其他服务（如数据库、缓存等）以及外部网络中的服务进行通信。通过使用Docker网络，容器可以通过网络连接到外部服务，实现与其他服务的交互。
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网络隔离：Docker网络提供了隔离和分割容器的网络环境的机制。每个网络由一个独立的网桥或虚拟网络设备管理，使得容器之间的网络通信与主机或其他容器的网络隔离开来，提供更安全的环境。
说明：
· 容器间的互联和通信以及端口映射
· 容器IP变动时候可以通过服务名直接网络通信而不受到影响
当微服务容器需要访问Mysql容器的时候，如果写死IP访问会有可能会导致微服务连不上数据库因为容器重启、宕机有可能IP会发生变化
网络模式
常用命令
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docker network create：创建一个新的Docker网络。可以指定网络驱动程序、子网、网关等选项进行自定义网络配置。
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docker network ls：列出已创建的Docker网络。它将显示网络的ID、名称、驱动程序和作用域。
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docker network inspect：检查特定Docker网络的详细信息。可以提供网络的名称或ID作为参数，返回与网络相关的配置和连接信息。
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docker network connect：将容器连接到现有的Docker网络。需要指定容器和网络的名称或ID。连接后，容器可以通过网络与其他容器进行通信。
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docker network disconnect：断开容器与特定Docker网络的连接。需要指定容器和网络的名称或ID。断开连接后，容器将无法通过该网络与其他容器通信。
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docker network rm：删除不再使用的Docker网络。需要指定网络的名称或ID。删除网络前，必须确保没有容器连接到该网络。
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docker network prune：清理没有容器连接的所有未使用的Docker网络。可以一次性删除所有未被使用的网络，注意此操作是不可恢复的。
也可以通过docker network --help进行查看
默认3大网络模式
命令
docker network ls
Docker网络在容器之间实现通信和连接外部网络的功能。下面是一些常见的Docker网络概念和驱动程序：
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桥接网络（Bridge Network）：这是Docker默认的网络模式。每创建一个容器，Docker会在主机上创建一个虚拟网络接口，并为容器分配一个独立的IP地址。
桥接网络使得容器之间可以通过IP地址进行通信，将容器连接到一个docker0 -
主机网络（Host Network）：在主机网络模式下，容器与主机共享同一个网络接口。容器可以直接使用主机的IP地址和端口，使得容器的网络性能更高，但也失去了网络隔离的优势。
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没有网络（none）:容器独立的Network namespace空间，没有对网络进行设置，如分配veth pair和网络桥接、IP等。容器在此网络中没有网络连接，与宿主机和其他容器完全隔离。它通常用于一些特殊的场景和需求，不适合需要进行网络通信的应用程序。
使用说明：
- bridge模式：使用–network bridge指定，默认使用docker0 ·
- host模式：使用–networkhost指定 ·
- none模式：使用–network none指定 · container模式：使用–network
container:NAME或者容器ID指定
网络模式—bridge
查看 bridge 网络的详细信息，并通过 grep 获取名称项
docker network inspect bridge | grep name
ifconfig
Bridge网络原理解析：
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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 run 的时候，没有指定network的话默认使用的网桥模式就是bridge，使用的就是docker0。
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网桥docker0创建一对对等虚拟设备接口一个叫veth，另一个叫eth0，成对匹配。
3.1 整个宿主机的网桥模式都是docker0，类似一个交换机有一堆接口，每个接口叫veth，在本地主机和容器内分别创建一个虚拟接口，并让他们彼此联通（这样一对接口叫veth
pair）；
3.2 每个容器实例内部也有一块网卡，每个接口叫eth0；
3.3 docker0上面的每个veth匹配某个容器实例内部的eth0，两两配对，一一匹配。 通过上述，将宿主机上的所有容器都连接到这个内部网络上，两个容器在同一个网络下,会从这个网关下各自拿到分配的ip，此时两个容器的网络是互通的。
两两匹配验证及容器实例内默认网络IP生产规则
案例：启动两个centos实例centos1 centos2
命令
docker run -it -d --name centos1 centos bash
docker run -it -d --name centos2 centos bash
两两匹配验证
查看宿主机的网卡信息
ip a |tail -n 8
进入centos1容器查看网络信息
进入centos2容器查看网络信息
结论：docker0上面的每个veth匹配某个容器实例内部的eth0，两两配对，一 一匹配。
容器实例内默认网络IP生产规则：
通过docker inspect进行查看centos1、centos2
命令
docker inspect centos1 |grep -A 20 "Networks"
docker inspect centos2 |grep -A 20 "Networks"
centos1 容器网络信息
网络模式：bridge
Ip:172.17.0.3
centos12 容器网络信息
网络模式：bridge
Ip:172.17.04
结论：容器创建时，不指定参数，默认使用bridge网络模式、IP会按顺序分配一个。
网络模式—host
它与默认的桥接（bridge）模式不同，在主机模式下，容器使用与宿主机相同的网络接口和IP地址，因此它们可以直接访问宿主机的网络。
说明
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而是使用宿主机的IP和端口。
案例：
运行一个centos容器命名为centos2.1
docker run -d --network host --name centis:2.1 centos
看容器实例内部
docker inspect centos:2.1|tail -n 20
查看宿主机的网卡信息
查看centos2.1容器的网络信息
结论：容器使用与宿主机相同的网络接口和IP地址。
网络模式—none
在 Docker 中，None 网络是一种特殊类型的网络，它表示一个容器没有与其他容器或主机进行网络连接。容器可以通过 None 网络与外部环境通信，但不能与其他容器进行通信。
当使用 None 网络时，容器将完全隔离于网络，并没有网络接口。这意味着容器无法通过网络访问其他容器或外部网络。
使用 None 网络可以实现一些特定的需求，例如：
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隔离容器：如果你希望某个容器与其他容器完全隔离，不涉及任何网络通信，你可以将它连接到 None 网络。
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简化网络配置：当你只需要容器与宿主机进行通信，而无需与其他容器互联时，None 网络是一种简单的方式。容器与宿主机之间的通信在网络层面上正常进行，而容器之间的网络通信则被隔离。
要创建一个使用 None 网络的容器，可以在创建容器时使用 --network=none 参数，示例如下：
docker run --network=none
这将创建一个网络隔离的容器，它没有与其他容器或主机连接的网络接口。
自定义网络
自定义桥接网络,自定义网络默认使用的是桥接网络bridge
创建步骤
1.查看当前的网络模式信息
> docker network ls
2.创建自定义网络：使用 docker network create 命令创建一个自定义网络。
docker network create
3.运行容器并连接到自定义网络：在创建容器时，使用 --network 参数将容器连接到自定义网络。
docker run --network=
示例：
创建一个网络名为bridge-test的网络 并指定bridge-test参数运行两个容器分别是centos1 centos2。
docker network create bridge-test
查看是否创建成功
创建容器centos1 、centos2 并指定网络 bridge-test运行
docker run -d -it --network bridge-test --name centos1 centos docker
run -d -it --network bridge-test --name centos2 centos
测试：
两个容器之间网络是否能够通信
分别进入容器互相ping
结论：自定义网络本身就维护好了主机名和ip的对应关系（ip和域名都能通）