详解 Docker 容器网络配置

详解 Docker 容器网络配置

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docker 容器网络

Docker 在安装后自动提供 3 种网络，可以使用 docker network ls 命令查看

[root@localhost ~]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
cd97bb997b84        bridge              bridge              local
0a04824fc9b6        host                host                local
4dcb8fbdb599        none                null                local

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 的 4 种网络模式

网络模式	配置	说明
host	--network host	容器和宿主机共享 Network namespace
container	--network container:NAME_OR_ID	容器和另外一个容器共享 Network namespace
none	--network 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	--network	bridge 默认模式

bridge 模式

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。

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，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 vethxxx 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。

bridge 模式是 docker 的默认网络模式，不写--network 参数，就是 bridge 模式。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。

bridge 模式如下图所示：

假设上图的 docker2 中运行了一个 nginx，大家来想几个问题：

• 同主机间两个容器间是否可以直接通信？比如在 docker1 上能不能直接访问到 docker2 的 nginx 站点？

• 在宿主机上能否直接访问到 docker2 的 nginx 站点？

• 在另一台主机上如何访问 node1 上的这个 nginx 站点呢？DNAT 发布？

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通过直接 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。

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。 container 模式如下图所示：

host 模式

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。但是，容器的其他方面，如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的。

使用 host 模式的容器可以直接使用宿主机的 IP 地址与外界通信，容器内部的服务端口也可以使用宿主机的端口，不需要进行 NAT，host 最大的优势就是网络性能比较好，但是 docker host 上已经使用的端口就不能再用了，网络的隔离性不好。

Host 模式如下图所示：

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。需要我们自己为 Docker 容器添加网卡、配置 IP 等。

这种网络模式下容器只有 lo 回环网络，没有其他网卡。none 模式可以在容器创建时通过--network none 来指定。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。

应用场景：

• 启动一个容器处理数据，比如转换数据格式

• 一些后台的计算和处理任务

none 模式如下图所示：

docker network inspect bridge   #查看bridge网络的详细配置

docker 容器网络配置

Linux 内核实现名称空间的创建

ip netns 命令

可以借助 ip netns 命令来完成对 Network Namespace 的各种操作。ip netns 命令来自于 iproute 安装包，一般系统会默认安装，如果没有的话，请自行安装。

注意：ip netns 命令修改网络配置时需要 sudo 权限。

可以通过 ip netns 命令完成对 Network Namespace 的相关操作，可以通过 ip netns help 查看命令帮助信息：

[root@localhost ~]# ip netns help
Usage: ip netns list
       ip netns add NAME
       ip netns set NAME NETNSID
       ip [-all] netns delete [NAME]
       ip netns identify [PID]
       ip netns pids NAME
       ip [-all] netns exec [NAME] cmd ...
       ip netns monitor
       ip netns list-id

默认情况下，Linux 系统中是没有任何 Network Namespace 的，所以 ip netns list 命令不会返回任何信息。

创建 Network Namespace

通过命令创建一个名为 ns0 的命名空间：

[root@localhost ~]# ip netns list
[root@localhost ~]# ip netns add ns0
[root@localhost ~]# ip netns list
ns0

新创建的 Network Namespace 会出现在/var/run/netns/目录下。如果相同名字的 namespace 已经存在，命令会报 Cannot create namespace file "/var/run/netns/