Docker 容器网络互联及网络别名

以下是 Docker 容器网络互联及网络别名 的详细解析和实验指导：

1. 什么是 Docker 容器的网络互联？

1.1 简介

Docker 容器在运行时，默认通过 虚拟网桥（如 docker0） 实现网络通信。
每个容器会自动分配一个独立的 IP 地址，容器之间可以通过 IP 地址进行通信。
但如果一个容器的 IP 地址发生变化（例如容器重启或删除后重新创建），其他容器可能会无法访问。

1.2 四种网络模式

桥接模式（Bridge，默认模式）：
- 容器通过虚拟网桥（docker0）与宿主机和其他容器通信。
- 容器会分配独立的 IP 地址，默认隔离。
命令：
```
 docker run --net=bridge [OPTIONS]
```
主机模式（Host）：
- 容器与宿主机共享网络栈，容器不分配独立 IP 地址。
- 容器使用宿主机的 IP 和端口，性能较高，但不隔离。
命令：
```
 docker run --net=host [OPTIONS]
```
容器模式（Container）：
- 新的容器共享另一个已存在容器的网络栈。
- 两个容器共享同一个 IP 地址和端口。
命令：
```
 docker run --net=container:<container_name_or_id> [OPTIONS]
```
无网络模式（None）：
- 容器完全隔离，没有网络连接。
命令：
```
 docker run --net=none [OPTIONS]
```

2. Docker 网络基础

2.1 Docker 默认网络（桥接模式）

安装 Docker 后，会自动创建一个虚拟网桥 docker0。
docker0 网桥的典型特点：
1. 默认 IP 地址：172.17.0.1。
2. 子网掩码：/16。
3. 每个运行的容器会通过 虚拟网卡设备对（veth） 与 docker0 网桥连接。
  - 一个接口在容器中，另一个接口在宿主机上。
4. 容器之间可以通过 172.17.x.x 的 IP 地址通信。

2.2 查看 Docker 网络

检查 docker0 网桥：
```
 ip addr show docker0
```
安装网桥管理工具：
```
 yum install -y bridge-utils
```

使用 brctl 查看网桥配置：

 brctl show

输出示例：

 bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
docker0         8000.0242ac110001       no              veth1c2b4c0
                                                    veth2d3f4e1

docker0 是虚拟网桥。
每个 veth 接口对应一个正在运行的容器。

3. 容器互联实验

以下是演示 Docker 容器间的网络通信及设置网络别名的实验过程：

3.1 创建两个容器

创建第一个容器（test1）：
```
 docker run -itd --name test1 centos
```
创建第二个容器（test2）：
```
 docker run -itd --name test2 centos
```
查看所有运行中的容器：
```
 docker ps
```

3.2 检查容器 IP 地址

进入 test1 容器，查看其 IP：

 docker exec -it test1 bash
ip addr

示例输出：

 3: eth0@if4: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0

test1 的 IP 地址是：172.17.0.2。

进入 test2 容器，查看其 IP：
```
 docker exec -it test2 bash
ip addr
```
- test2 的 IP 地址是：172.17.0.3。

3.3 测试容器间的通信

进入 test2 容器，Ping test1 容器的 IP 地址：
```
 ping 172.17.0.2
```
- 如果成功，说明容器间通过默认桥接网络可以通信。

3.4 容器重启后 IP 变化问题

删除并重新启动 test1 容器：

 docker rm -f test1
docker run -itd --name test1 centos

再次查看 test1 的 IP 地址：
```
 docker exec -it test1 bash
ip addr
```
新 IP 地址可能发生变化（例如：172.17.0.4）。
- 如果 test2 容器尝试访问旧 IP 将失败。

4. 设置 Docker 网络别名

4.1 什么是网络别名？

网络别名是为容器创建的一个友好名称，容器间可以通过这个别名直接访问，而无需关心 IP 地址变化。
类似于域名的作用。

4.2 实验：使用网络别名

删除旧容器：
```
 docker rm -f test1 test2
```
创建一个自定义网络：
```
 docker network create my_network
```

运行容器 test1 并设置网络别名：

 docker run -itd --name test1 --net=my_network --network-alias=webserver centos

运行容器 test2 并加入同一个网络：

 docker run -itd --name test2 --net=my_network centos

测试别名通信：
- 进入 test2 容器：
```
 docker exec -it test2 bash
```
- Ping test1 容器的网络别名：
```
 ping webserver
```
  - 成功说明：通过别名可以直接访问容器。
即使 test1 的 IP 变化，test2 仍然可以通过 webserver 访问。

5. 总结

默认网络：
- Docker 默认使用桥接模式，容器间通过 IP 地址通信。
- 容器重启或删除后重新启动，IP 地址可能发生变化。
网络别名解决方案：
- 使用 网络别名，避免因 IP 地址变化导致通信失败。
- 配置步骤：
  1. 创建自定义网络。
  2. 运行容器时指定 --network-alias 参数。
场景推荐：
- 测试环境： 使用默认桥接模式（docker0）。
- 生产环境： 使用自定义网络，并设置网络别名。