木灵鱼儿

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最后更新:2022/02/28/ 4:00:45

docker 网络

在linux中输入 ip addr可以看到有三个网络配置:

lo 127.0.0.1 # 本机回环地址eth0 
172.17.90.138 # 阿里云的私有IPdocker0 
172.18.0.1 # docker

docker会自行创建一个类似路由器一样的网络处理层,所有启动的容器都会自动分配一个基于172.18.0.1的ip地址,也正因为如此,我们容器之间是可以相互ping通的,因为都在同一个网关下。但也仅限于利用ip地址进行通信。

原理

每一个安装了Docker的linux主机都有一个docker0的虚拟网卡。这是个桥接网卡,使用了veth-pair
技术!

每启动一个容器,linux主机就会多了一个虚拟网卡。

他们同在一个域内,所以容器和容器之间是可以互相访问的。

总结

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容器网络就很好的利用了Linux虚拟网络技术,在本地主机和容器内分别创建一个虚拟接口,并让他们彼此联通(这样一对接口叫veth pair)

Docker中的网络接口默认都是虚拟的接口。虚拟接口的优势就是转发效率极高(因为Linux是在内核中进行数据的复制来实现虚拟接口之间的数据转发,无需通过外部的网络设备交换),对于本地系统和容器系统来说,虚拟接口跟一个正常的以太网卡相比并没有区别,只是他的速度快很多。

--Link

思考一个场景,我们编写一个微服务,数据库连接地址原来是使用ip的,如果ip变化就不行了,那我们能不能使用服务名访问呢?

ping tomcat01   # 不通过ip而是通过容器名

docker为此提供了--link指令,但是已经不推荐使用了。

docker run -d -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat

这里我们启动了一个tomcat03的容器,并使用--link关联上了tomcat02容器。

此时我们在tomcat03中,就可以通过ping 容器名的方式进行访问

ping tomcat02
ING tomcat02 (172.18.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat02 (172.18.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.093 ms
64 bytes from tomcat02 (172.18.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.066 ms

但是这是一种单向绑定,tomcat03可以通过容器名访问tomcat02,tomcat02却无法通过容器名访问tomcat03

# 在tomcat02中ping
ping tomcat03
ping: tomcat03: Name or service not known

其原理也很简单,就是在运行容器时,对系统的host文件做了修改

host

cat /etc/hosts # 查看host

127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters
172.18.0.3 tomcat02 b80da266a3ad # 发现tomcat2直接被写在这里
172.18.0.4 a3a4a17a2b70

这种相对来说很麻烦,也已经不推荐使用了,我们以后使用自定义网络的方式。

自定义网络

docker network --help

Usage:  docker network COMMAND

Manage networks

Commands:
  connect     Connect a container to a network    # 将一个容器连接到一个网络上
  create      Create a network                    # 创建一个网络
  disconnect  Disconnect a container from a network  # 将一个容器从网络中断开
  inspect     Display detailed information on one or more networks # 显示一个或多个网络的详细信息
  ls          List networks                       # 列出网络
  prune       Remove all unused networks          # 移除所有未使用的网络
  rm          Remove one or more networks         # 删除一个或多个网络

Run 'docker network COMMAND --help' for more information on a command.

查看所有网络

docker network ls

NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
915a52c2cb2d   bridge    bridge    local
2ccfb76bf26c   host      host      local
6785bf2b4c26   none      null      local

所有网路模式

网络模式配置说明
bridge模式--net=bridge默认值,在Docker网桥docker0上为容器创建新的网络
none模式--net=none不配置网络,用户可以稍后进入容器,自行配置
container模式--net=container:name/id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Networknamespace。
host模式--net=host容器和宿主机共享Network namespace
用户自定义--net=自定义网络用户自己使用network相关命令定义网络,创建容器的时候可以指定为自己定义的网络

查看一个具体的网络信息

docker network inspect 915a52c2cb2d 

[
    {
        "Name": "bridge",
        "Id": "915a52c2cb2dba7c4be1f72f0e594fbe6b6df762dd88857c03c94623ac8e66f4",
        "Created": "2022-02-27T06:27:38.336536204Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    // 默认docker0是管理这个子网范围内的。0~16,也就是 255*255,去
掉0个255,我们有65534可以分配的ip
                    // docker0网络默认可以支持创建6万多个容器ip不重复
                    "Subnet": "172.17.0.0/16",
                    "Gateway": "172.17.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {},
        "Options": {
            "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
            "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
            "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
            "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
        },
        "Labels": {}
    }
]

自定义一个网络

先看一下默认运行镜像时的网络配置

docker run -d -P --name tomcat01 tomcat

# 上面这段等同于这个
docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat

--net bridge是默认的网络配置

它的特点是:

  1. 默认值
  2. 域名访问不通(容器名),可以使用--link打通
  3. --link 域名通了,但是删了又不行

为此我们需要创建一个自定义网络,来解决互通的问题

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") # 管理网络的驱动程序(默认为 "桥梁")
      --gateway strings      IPv4 or IPv6 Gateway for the master subnet # 主子网的IPv4或IPv6网关
      --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  # CIDR格式的子网,代表一个 网段

创建一个网络我们基本需要以下几个配置

docker network create --driver [驱动模式] --subnet [子网ip配置] --gateway [网关ip] [自定义网络名]

驱动模式默认bridge就行了。

子网ip配置就是172.17.0.0/16这块,16不是指的16个ip,而是指172.17.0.0对应的二进制中,前16位是不变的。

# 172.17.0.0 转二进制(ip自身是10进制)

10101100.10001000.00000000.000000000

# 每个数字对应8位(8位一个存储单位1字节),16位刚好截断了前两个,所以后面的0就是可变的值,而且有两个数字可以操作
# 最大值为
10101100.10001000.11111111.11111111

# 转为10进制
172.17.255.255

# 得到可用ip数
65534

gateway为网关,可以直接理解为路由器使用的那个ip地址

于是:

docker network create --driver bridge --subnet 192.168.16.0/16 --gateway 192.168.16.1 mynet

# 查看列表
docker network ls

915a52c2cb2d   bridge    bridge    local
2ccfb76bf26c   host      host      local
8b2f76980fbe   mynet     bridge    local
6785bf2b4c26   none      null      local

mynet 创建成功

使用自定义网络

运行镜像时使用

docker run -d -P --name tomcat-net-01 --net mynet tomcat
docker run -d -P --name tomcat-net-02 --net mynet tomcat

此时tomcat-net-01tomcat-net-02可以直接通过容器名相互ping

# ip ping
docker exec -it tomcat-net-01 ping 192.168.16.3  # ip为02的
PING 192.168.16.3 (192.168.16.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.16.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.093 ms

# 容器名 ping
docker exec -it tomcat-net-01 ping tomcat-net-02
PING tomcat-net-02 (192.168.16.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.16.3): icmp_seq=1 ttl=64
time=0.063 ms
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.16.3): icmp_seq=2 ttl=64
time=0.066 ms

将已运行的容器加入网络

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

一般来说配置项到是用不上,大概如下:

docker network connect [网络名] [容器名] 

于是:

docker network connect mynet tomcat03

# 加入后我们查看mynet详情
docker network inspect mynet

# 可以看到Containers中多了一个配置数据,这个就是tomcat03的网络配置了

此时我们进入到tomcat03系统,通过ifconfig查看ip,可以发现多了一个ip地址,此时我们的tomcat03就是双ip地址了,一个是docker默认分配的地址,一个是我们的mynet,这个也和市面上卖的vps主机中,一个内网ip,一个外网ip这种,双ip。

测试

docker exec -it tomcat01 ping tomcat-net-01
PING tomcat-net-01 (192.168.16.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.16.2): icmp_seq=1 ttl=64
time=0.071 ms
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.16.2): icmp_seq=2 ttl=64
time=0.067 ms

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