Docker笔记：配置docker网络与不通网络之间的通信及跨主机通信

配置 docker 网络

1 ） Docker0 网络

• 默认启动的所有容器，都会加入到这个网络中
• 在有docker环境的 centos 中， 通过 $ ip addr 可以看到Docker0网络相关信息
• 多个容器都在Docker0 网络中就属于同一个局域网了，就可以通信了
• 启动三个容器，测试网络的互通
  • 1 ） $ docker run -itd --name centos1 centos /bin/bash
  • 2 ） $ docker run -itd --name centos2 centos /bin/bash
  • 3 ） $ docker run -itd --name centos3 centos /bin/bash
  • 在物理机上看 $ ip addr, 又多了 3 条
• 进入第1个容器
  • $ docker exec -it centos1 ip addr 查看ip地址
• 进入第2个容器
  • $ docker exec -it centos2 ip addr 查看ip地址
• 进入第3个容器
  • $ docker exec -it centos3 ip addr 查看ip地址
• 可以发现三个容器的ip地址在一个局域网内, 是可以互联的
• 并且在物理机上，也是可以和上面三个容器通信

2 ）通信原理

• 每启动一个Docker容器，Docker就会给Docker容器分配一个ip
• 我们只要安装了Docker，就会有一个网卡 docker0
• docker0 使用的是桥接模式，使用的技术是 veth-pair 技术

3 ）查看网络

• $ docker network --h

  Flag shorthand -h has been deprecated, please use --help
  
  Usage:  docker network COMMAND
  
  Manage networks
  
  Commands:
    connect     Connect a container to a network
    create      Create a network
    disconnect  Disconnect a container from a network
    inspect     Display detailed information on one or more networks
    ls          List networks
    prune       Remove all unused networks
    rm          Remove one or more networks
  
  Run 'docker network COMMAND --help' for more information on a command.
  

• $ docker network ls

  • 这里需要启动docker服务或打开 docker desktop

    NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
    1abcdbddaf9d   bridge    bridge    local
    64c08dba087e   host      host      local
    9b5e3b4957b1   none      null      local
    

  • 1abcdbddaf9d bridge bridge local 是docker0对应的网络

• $ docker network inspect bridge

  • 可查看docker网络详细信息

4 ）使用默认网络的问题

• 没法实现网络隔离
  • 多个程序都跑在docker0网络里面，会很乱，不好管理
• 没法使用计算机主机名实现通信
  • 参考下面微服务通信的问题

5 ）关于微服务通信

• 微服务中的通信是主机名之间的通信，不是ip地址之间的通信，因为ip地址会发生变化
• 但是默认情况下的主机名是无法和另一台相通的
  • 假设 centos1 和 centos2 是启动状态
  • $ docker exec -it centos2 /bin/bash
    • $ ping centos1 发现ping不通

6 ）解决方案

• 要解决默认网络的问题，就需要自定义网络

• 创建自己的网络

  • $ docker network create --help

    Usage:  docker network create [OPTIONS] NETWORK
    
    Create a network
    
    Options:
          --attachable           Enable manual container attachment
          --aux-address map      Auxiliary IPv4 or IPv6 addresses used by
                                Network driver (default map[])
          --config-from string   The network from which to copy the configuration
          --config-only          Create a configuration only network
      -d, --driver string        Driver to manage the Network (default "bridge")
          --gateway strings      IPv4 or IPv6 Gateway for the master subnet
          --ingress              Create swarm routing-mesh network
          --internal             Restrict external access to the network
          --ip-range strings     Allocate container ip from a sub-range
          --ipam-driver string   IP Address Management Driver (default "default")
          --ipam-opt map         Set IPAM driver specific options (default map[])
          --ipv6                 Enable IPv6 networking
          --label list           Set metadata on a network
      -o, --opt map              Set driver specific options (default map[])
          --scope string         Control the network's scope
          --subnet strings       Subnet in CIDR format that represents a
                                network segment
    

• 通过上述命令创建好网络后，启动容器并加入该网络

  • $ docker network create --driver bridge --subnet 192.168.1.0/24 --gateway 192.168.1.1 docker1 创建docker1网络
  • $ docker network create --driver bridge --subnet 192.168.2.0/24 --gateway 192.168.2.1 docker2 创建docker2网络
  • $ docker run -tid --name centos1 --net docker1 centos /bin/bash 将cenos1加入docker1网络
  • $ docker run -tid --name centos2 --net docker1 centos /bin/bash 将cenos2加入docker1网络
  • $ docker run -tid --name centos3 --net docker2 centos /bin/bash 将cenos3加入docker2网络
  • $ docker exec -it centos1 ping centos2 同一网络下的 centos1 和 centos2 两个容器可以 ping 通
  • $ docker exec -it centos1 ping centos3 不同网络下的 centos1 和 centos3 两个容器实现了网络隔离(ping 不通)

• 关于 /16 和 /24

  • 192.168.0.0/16 的范围在 (192.168.0.1 ~ 192.168.255.255) 这个范围比较大
  • 192.168.1.0/24 的范围在 (192.168.1.1 ~ 192.168.1.255) 这个范围比较小

• 上面创建网络时，需要制定网络类型，网络类型，有如下四种

Docker 网络模式	配置	说明
host 模式	--net=host	容器和宿主机共享 Network namespace
container 模式	--net=container:NAMEorID	容器和另外一个容器共享 Network namespace。kubernetes中的pod就是多个容器共享一个Network namespace
none 模式	--net=none	容器有独立的Network namespace, 但并没有对其进行任何网络设置，如分配 veth pair 和网桥连接，配置IP等
bridge 模式	--net=bridge	(默认为该模式)

不同网络的连接

• 基于以上信息，docker0, docker1, docker2 属于不同的网络，没法直接通信
• 上面 centos1, centos2 都在 docker1网络中，可以直接通信; centos3 在docker2网络中，这样实现了网路隔离
• 现在要求，centos2 需要连接上 centos 3，实现 centos2既能连接centos1, 又能连接centos3
• 这样，可以把 centos2 再加入到 docker2 网络中，就实现了上述要求
• $ docker network connect --help

  Usage:  docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
  
  Connect a container to a network
  
  Options:
        --alias strings           Add network-scoped alias for the container
        --driver-opt strings      driver options for the network
        --ip string               IPv4 address (e.g., "172.30.100.104")
        --ip6 string              IPv6 address (e.g., "2001:db8::33")
        --link list               Add link to another container
        --link-local-ip strings   Add a link-local address for the container
  

• $ docker network connect docker2 centos2 把centos2容器加入docker2网络中
• $ docker exec -it centos2 ping centos3 发现ping通

docker 容器跨主机通信

• 在多台服务器上部署 docker 容器，实现跨主机通信
• 主机1, hostIP: 192.168.220.110
  • c1 容器
• 主机2, hostIP: 192.168.220.111
  • c2 容器
• 可见，主机1和主机2在同一个网段，两台主机是可以互通的，主机1和c1容器是互通的，主机2与c2容器是互通的
• 但是，默认情况，c1 和 c2 是无法通信的，即使主机在同一个网段也是隔离的
• 要给 c1 和 c2 分配不同的子网
  • 主机1上 : $ docker network create --driver bridge --subnet 192.168.1.0/24 --gateway 192.168.1.1 dockerNet1
  • 主机2上 : $ docker network create --driver bridge --subnet 192.168.2.0/24 --gateway 192.168.2.1 dockerNet2
  • c1 加入 dockerNet1: $ docker run -it --name c1 --net dockerNet1 centos /bin/bash
  • c2 加入 dockerNet2: $ docker run -it --name c2 --net dockerNet2 centos /bin/bash
• 之后，要达到 1.0 的网段和 2.0 的网段进行通信，就需要在linux上配置 路由表了
• 在主机1上演示， $ route 可查看路由表
• 在主机1上访问 192.168.2.0 网段时，转发到主机2的服务器
  • $ route add -net 192.168.2.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.220.111
  • 这样，在主机1访问 192.168.2.0 网段时，会转发到主机2上
• 在主机2上访问 192.168.1.0 网段时，转发到主机1的服务器
  • $ route add -net 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.220.110
  • 这样，在主机1访问 192.168.1.0 网段时，会转发到主机1上
• 在两台主机上执行，$ route 发现多了路由的规则
• 接着，需要配置 iptables 规则
  • 主机1上: $ iptables -t nat -I PREROUTING -s 192.168.1.0/24 -d 192.168.2.0/24 -j DNAT --to 192.168.1.1
  • 主机2上: $ iptables -t nat -I PREROUTING -s 192.168.2.0/24 -d 192.168.1.0/24 -j DNAT --to 192.168.2.1
  • 说明
    • -s 本主机配置的网段
    • -d 目标主机的网段
    • -j 地址转换
    • --to 本主机网关
• 测试在主机1的c1 ping 主机2的c2容器
  • $ docker exec -it c1 ping c2 可以畅通
• 测试在主机2的c2 ping 主机1的c1容器
  • $ docker exec -it c2 ping c1 可以畅通
• 至此，c1 和 c2 已经顺利连通
• 基于此，可配置N台主机进行互相连通