docker（二）——docker容器与网络模式

目录

• 一、Docker容器操作
  • 1.1 容器创建∶就是将镜像加载到容器的过程
  • 1.2 查看容器的运行状态
  • 1.3 启动容器
  • 1.4 创建并启动容器
    • 1.4.1 格式
    • 1.4.2 docker run运行过程
    • 1.4.3 在后台持续运行docker run创建的容器
  • 1.5 终止容器运行
  • 1.6 容器的进入
  • 1.7 复制文件到容器中/宿主机中
  • 1.8 容器的导出与导入
    • 1.8.1 导出
    • 1.8.2 导入
  • 1.9 删除容器
• 二、Docker网络
  • 2.1 Docker网络实现原理
  • 2.2 Docker的网络模式
    • 2.2.1 概述
    • 2.2.2 查看docker网络列表
    • 2.2.3 指定容器的网络模式
      • 1）host模式
      • 2）container模式
      • 3）none模式
      • 4）bridge模式
      • 5）自定义网络

一、Docker容器操作

1.1 容器创建∶就是将镜像加载到容器的过程

新创建的容器默认处于停止状态，不运行任何程序，需要在其中发起一个进程来启动容器。
*如果提示WARNING:IPv4 forwarding is disabled.Networking wil not work.则需要在/etc/sysctl.conf中开启ip转发功能，并且重载内核配置，然后重启网卡和docker服务

格式∶docker create [选项]

镜像常用选项∶
-i∶让容器的输入保持打开
-t∶让Docker分配一个伪终端

docker create -it nginx:latest bash     #bash为系统命令/bin/bash、/usr/bin/bash的缩写

1.2 查看容器的运行状态

docker ps -a                           #-a 选项可以显示所有的容器，不加-a只显示运行的容器

1.3 启动容器

docker start 容器的ID/名称

docker ps -a

1.4 创建并启动容器

1.4.1 格式

docker run 镜像 bash -c shell命令

例如：docker run nginx:latest bash -c ls /  #会发现创建了一个新容器并启动执行一条 shell 命令，容器将这条命令作为第一个进程，命令执行完毕后容器的第一个进程也关闭则容器就停止了

1.4.2 docker run运行过程

可以直接执行 docker run 命令，等同于先执行 docker create 命令，再执行 docker start 命令。
注意∶容器是一个与其中运行的 shell 命令共存亡的终端，命令运行容器运行，命令结束容器退出。
docker 容器默认会把容器内部第一个进程，也就是 pid=1 的程序作为docker容器是否正在运行的依据，如果docker容器中pid = 1 的进程挂了，那么docker容器便会直接退出，也就是说Docker容器中必须有一个前台进程，否则认为容器已经挂掉。
当利用 docker run 来创建容器时，Docker 在后台的标准运行过程是∶
（1）检查本地是否存在指定的镜像。当镜像不存在时，会从公有仓库下载
（2）利用镜像创建并启动一个容器
（3）分配一个文件系统给容器，在只读的镜像层外面挂载一层可读写层
（4）从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟机接口到容器中
（5）分配一个地址池中的 IP 地址给容器;
（6）执行用户指定的应用程序，执行完毕后容器被终止运行

1.4.3 在后台持续运行docker run创建的容器

需要在docker run命令之后添加 -d 选项让 Docker 容器以守护形式在后台运行。并且容器所运行的程序不能结束。
docker run -d nginx:latest bash -c "while true;do echo hello;done"
docker ps -a                                                                                  #可以看出容器始终处于UP，运行状态

docker run -itd --name test1 nginx:latest bash                          #创建容器并持续运行容器，--name自定义一个容器名。如果不使用-d后台运行的话则在创建容器后进入该容器，如果退出则直接终止容器的运行

1.5 终止容器运行

格式∶ docker stop 容器的ID/名称
docker stop [-t] c14bf5853a5e                     #-t指定等待多少秒后直接kill该容器，默认10秒

docker ps -a

格式：docker kill 容器的ID/名称
docker kill c14bf5853a5e 

docker ps -a

#kill和stop区别在于stop会通知容器需要进行关闭，在等待10S左右关闭容器，预留一个服务缓存数据保存的时间，而kill会立刻关闭容器，缓存在内存中的数据有可能会直接丢失

1.6 容器的进入

格式∶ docker exec -it 容器ID/名称 /bin/bash
-i 选项表示让容器的输入保持打开
-t 选项表示让 Docker 分配一个伪终端

1.7 复制文件到容器中/宿主机中

echo woshiwuyifan > ~/test.txt       #在当前目录创建一个文件，然后复制到容器中
docker cp ~/test.txt 924756260cb1:/opt/
 
#从容器复制文件到主机
docker cp 924756260cb1:/opt/test.txt ~/abc123.txt

1.8 容器的导出与导入

1.8.1 导出

docker export 容器ID/名称 >文件名
docker export 5c48f0d8de05 > nginx.tar
scp scp nginx.tar 192.168.80.12:/opt

1.8.2 导入

cat 文件名 | docker import - 镜像名称:标签
cat nginx.tar | docker import - nginx:test  

docker run -itd --name gxd2 9bda4a6e40ec bash   #重新创建容器

1.9 删除容器

#需要先停止容器进行删除，如果强制删除运行状态容器需要加上“-f”，rmi为删除镜像仓库，而使用rm可以删除容器
格式∶docker rm [-f] 容器ID/名称
docker stop 容器ID                            #删除已经终止状态的容器
docker rm 容器ID
docker rm -f 容器ID                           #强制删除正在运行的容器

#批量停止容器
docker ps -a | awk 'NR>=2{print "docker stop "$1}' | bash                
docker ps -a | awk 'NR>=2{print $1}' | xargs docker stop

#批量删除所有容器
docker ps -a | awk 'NR>=2{print "docker rm "$1}'| bash 
docker ps -a | awk 'NR>=2{print $1}'| xargs docker rm

#批量删镜像
docker images | awk 'NR>=2{print "docker rmi "$3}'| bash
 
#删除none镜像
docker images | grep none | awk '{print $3}' | xargs docker rmi

#批量清理后台停止的容器
docker rm $(docker ps -a -q)

二、Docker网络

2.1 Docker网络实现原理

1.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，默认分配的IP网段为172.17.0.0，docker0为172.17.0.1作为网关
2.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
3.格式:
docker run -d --name test1 -P nginx                                              #-P不指定，随机映射端口（从32768开始）
 
docker run -d --name test2 -p 43999:80 nginx                             #-p指定映射端口
docker ps-a 

浏览器访问∶http://192.168.80.11:45193、http://192.168.80.11:43999

2.2 Docker的网络模式

2.2.1 概述

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虚拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信
5.自定义网络
注：如果与主机或虚拟机共用IP和端口，端口不能出现重复造成冲突现象

2.2.2 查看docker网络列表

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
命令：docker network ls 或 docker network list

2.2.3 指定容器的网络模式

1.host模式:使用--net=host 指定
2.none模式:使用 --net=none 指定
3.container模式:使用--net=container∶NAME or ID指定
4.bridge模式:使用 --net=bridge 指定，默认设置，可省略

1）host模式

1.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。
2.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
3.一个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
4.一个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

2）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已的网卡，配置自已的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

#新建一个容器
docker run -itd --name gxd1 nginx:latest /bin/bash
docker ps -a
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 54d3988492fe    #查看容器进程号

ls -l /proc/16125/ns 

docker run -itd --name gxd2 --net=container: 54d3988492fe nginx:latest /bin/bash
docker ps -a
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 7308326d1d99 
ls -l /proc/9469/ns

3）none模式

1.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
2.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，但封闭的网络能很好的保证容器的安全性

4）bridge模式

1.bridge模式是docker的默认网络模式，不用--net参数，就是bridge模式
2.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。在主机上创建一对虚拟网卡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

5）自定义网络

#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 gxd4 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash   
 
#创建自定义网络
#可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker
docker network create --subnet=172.20.0.0/16 --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
 
docker run -itd --name gxd4 --net mynetwork --ip 172.20.0.10 centos:7 /bin/bash
ifconfig                                 #该命令需要安装net-tools