Docker网络部分详解（我有一杯酒，敬给这一场大梦，相见时不远万里，分别时各奔东西。）

一、docker网络概述

1.1 docker网络实现的原理

 

____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。

 

容器内先安装net-tools工具yum install -y net-tools然后查看容器IP（container ip）

 

____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多访问到,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。

 

如下案例：

 

docker run -itd --name test1 -P nginx #使用大写p进行随机端口映射

docker run -itd --name test2 -p 43210:80 nginx #使用小写p加端口进行指定的端口映射

 

docker ps -a

[root@docker ~]# docker ps -a

CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES

155ddb0c29b3 nginx "/docker-entrypoint.…" 4 seconds ago Up 3 seconds 0.0.0.0:43210->80/tcp, :::43210->80/tcp test2

0d1f97c0ae26 nginx "/docker-entrypoint.…" 10 minutes ago Up 10 minutes 0.0.0.0:49156->80/tcp, :::49153->80/tcp test1

 

浏览器访问：http://192.168.80.10:49156/、http://192.168.80.10:43210/

 

① 创建容器时启用端口映射

 

② 浏览器访问测试

 

③ 原因是通过iptables的DNAT完成ip的转换

 

1.2 docker的网络模式

 

1、Host: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。

2、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。

3、None:该模式关闭了容器的网络功能。

4、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虛拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信。

自定义网络：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

 

1）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。

 

docker network ls 或 docker network list #查看docker网络列表

 

NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE

3cce31b7db4e bridge bridge local

6f7e4930aab4 host host local

2ded2fffb055 none null local

 

2）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。

二、docker网络模式详解

2.1 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，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NetworkNamespace,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。

2.2 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（网络命名空间），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 inspect -f '{{.State.Pid}}' 155ddb0c29b3 #查看容器进程PID

22364

ls -l /proc/22364/ns

-----------------------------------------------------------------

总用量 0

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 ipc -> ipc:[4026532688]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 mnt -> mnt:[4026532683]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 16:35 net -> net:[4026532691] #查看此项Network Namespace

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 pid -> pid:[4026532689]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 user -> user:[4026531837]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 uts -> uts:[4026532687]

-----------------------------------------------------------------

docker run -itd --name test3 --net=container:155ddb0c29b3 centos bash

docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 3a47d5cb641b

23428

ls -l /proc/23428/ns

-----------------------------------------------------------------

总用量 0

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 ipc -> ipc:[4026532783]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 mnt -> mnt:[4026532781]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 net -> net:[4026532691] #container模式的Network Namespace和上面的一致

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 pid -> pid:[4026532784]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 user -> user:[4026531837]

lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 uts -> uts:[4026532782]

-----------------------------------------------------------------

 

① 根据容器pid查看该容器的Network Namespace

 

② 创建新容器，模式为container模式

 

③ 查看新创建容器的Network Namespace 和之前的是否一致，可以看出是一致的。

 

2.3 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。

 

2.4 bridge模式

空格 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—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。

2.5 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

 

测试如下：

 

自定义网络模式创建步骤

 

1）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

 

#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。

 

2）使用指定IP运行docker

 

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

 

实际操作：

① 自定义网络docker1

 

② 指定IP运行docker

 

③ 查看创建的ip