5.3 Docker容器网络及配置

1. 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@docker ~]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
ff0202da6463        bridge              bridge              local
88b8afad65ed        host                host                local
835ad42a1ad2        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。

1.查看docker0的IP
[root@docker ~]# ip address
...省略N行
docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:53:74:03:90 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever

2.创建一个交互式的nginx容器，不指定网络模式
[root@docker ~]# docker run -it nginx /bin/bash
root@7dff3f13546e:/#

3.重开一个终端连接查看IP配置，网关为docker0的ip，默认创建的容器IP与docker网桥在同一网段
[root@docker ~]# docker inspect 7dff3f13546e
...
	"Gateway": "172.17.0.1",
	"IPAddress": "172.17.0.2",
...

2. 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

2.1 bridge模式（桥接模式）

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。

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。

[root@docker ~]# brctl show
bridge name	bridge id		STP enabled	interfaces
docker0		8000.024253740390	no		vethcfdf1e0
[root@docker ~]# ip a
3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:53:74:03:90 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
35: vethcfdf1e0@if34: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
    link/ether 0e:ab:87:74:5f:68 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0

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。

bridge模式如下图所示：

2.1.1 bridge模式配置

在创建容器时添加--network bridge与不加--network选项效果是一致的
1.创建容器t1，并退出后删除容器，查看网卡
[root@docker ~]# docker run -it --name t1 --rm busybox
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:AC:11:00:03  
          inet addr:172.17.0.3  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
/ # exit

2.创建容器t2，指定网络模式为bridge，查看网卡，指定网络模式与不指定网络模式效果一致
[root@docker ~]# docker run -it --name t2 --network bridge busybox
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:AC:11:00:03  
          inet addr:172.17.0.3  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
/ # exit

2.2 container模式(与存在的容器共用网卡)

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。

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container模式如下图所示：

2.2.1 container模式配置

1.启动第一个容器,查看网卡信息并启动容器
[root@docker ~]# docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS                         PORTS               NAMES
a01d47c2c6c1        busybox             "sh"                About an hour ago   Exited (0) About an hour ago                       t2
[root@docker ~]# docker attach a01d47c2c6c1
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:AC:11:00:03  
          inet addr:172.17.0.3  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
/ # exit
[root@docker ~]# docker start a01d47c2c6c1
a01d47c2c6c1

2.启动第二个容器，并使用container模式与t2共用网卡
[root@docker ~]# docker run -it --name t3 --network container:t2 busybox
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:AC:11:00:03  
          inet addr:172.17.0.3  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

2.3 host模式（与主机共用网卡）

使用host模式，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：

2.3.1 host模式配置

1.查看当前主机网卡信息
[root@docker ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:16:3e:0d:73:7c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.26.169.24/20 brd 172.26.175.255 scope global dynamic eth0
       valid_lft 314812376sec preferred_lft 314812376sec
3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:53:74:03:90 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever

2.创建容器t4，使用host网络模式，查看容器网卡信息与主机网卡信息一致
[root@docker ~]# docker run -it --name t4 --network host busybox
/ # ifconfig
docker0   Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:53:74:03:90  
          inet addr:172.17.0.1  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:128 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:137 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:16860 (16.4 KiB)  TX bytes:12938 (12.6 KiB)

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:16:3E:0D:73:7C  
          inet addr:172.26.169.24  Bcast:172.26.175.255  Mask:255.255.240.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:344266 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:155864 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:307379938 (293.1 MiB)  TX bytes:20476549 (19.5 MiB)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

2.4 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。

none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：

2.4.1 none模式配置

[root@docker ~]# docker run -it --name t5 --network none busybox
/ # ifconfig -a
lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)