docker（三·）docker容器与网络模式

一，namespaces的六项隔离

项番	类型	功能说明
NO.1	MNT Namespace	提供磁盘挂载点和文件系统的隔离能力
NO.2	IPC Namespace	提供进程间通信的隔离能力
NO.3	Net Namespace	提供网络隔离能力
NO.4	UTS Namespace	提供主机名隔离能力
NO.5	PID Namespace	提供进程隔离能力
NO.6	User Namespace	提供用户隔离能力

二，Docker网络

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-Р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。

那如何让容器被外部访问呢？接下来就要讲到一个功能，容器端口映射

1.端口映射

（1）随机端口映射

docker run -itd -P 镜像:标签 

（2）指定端口映射

docker run -itd -p 指定宿主机端口:指定容器端口 镜像:标签

##宿主机端口 32768 - 60999 这些端口都能被使用  0-32767 端口是被系统所使用的

2.查看容器日志

docker logs 容器id或容器名

3.docker的网络模式

**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。

**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。

**None:**该模式关闭了容器的网络功能。

**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dockerl网桥以及iptablesnat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

网络模式详解

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，NetworkNamespace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Networ 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

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，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Io网卡设备通信。

（1）.查看docker网络列表

[root@localhost ~]# docker network ls

（2）.获取容器进程号

docker inspect -f '{
   
   {.State.Pid}}' 容器Pid号

（3）容器指定container模式

docker run -itd --name c2 --net=container:817518d0df4b nginx:1.14 bash

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。

4. brideg模式

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iptablesnat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

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" mynetwor

##fdocker1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。

使用指定IP运行docker

docker run -itd --name test4 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash

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容器资源控制

1. CPU资源控制

cgroups，是一个非常强大的linux内核工具，他不仅可以限制被namespace 隔离起来的资源，
还可以为资源设置权重、计算使用量、操控进程启停等等。所以cgroups (Control groups）实现了对资源的配额和度量。

cgroups有四大功能:
**资源限制:**可以对任务使用的资源总额进行限制
**优先级分配:通过分配的cpu时间片数量以及磁盘Io带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级资源统计:**可以统计系统的资源使用量，如cpu时长，内存用量等
任务控制: cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作

（1）设置CPU使用率上限

Linux通过CFS (Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）来调度各个进程对CPU的使用。CFS默认的调度周期是10ms.

我们可以设置每个容器进程的调度周期，以及在这个周期内各个容器最多能使用多少CPU时间。

使用 --cpu-period即可设置调度周期，使用–cpu-guota即可设置在每个周期内容器能使用的CPU时间。两者可以配合使用。CFS周期的有效范围是1ms~1s，对应的–cpu-period 的数值范围是1000~1000000。
而容器的CPU配额必须不小于1ms，即 --cpu-quota的值必须>= 1000。

通过文件修改CPU使用率上限

实例：准备一台只有一核的虚拟机

那为什么会一下子占有这么多cpu资源，我们可以查看一个配置文件

运行容器的时候指定cpu使用率

docker run -itd --name 容器名 --cpu-quota 使用率 镜像:标签 bash

（2）设置cpu资源占用比（设置多个容器才有效）

Docker通过**–cpu-shares**指定CPU份额，默认值为1024，值为1024的倍数

再开三个终端分别登陆 c3 c4 c5 三个容器，并安装依赖包，并产生四个cpu进程

yum install -y epel-release
yum install -y stress
stress -c 4

再开一个终端，查看容器cpu占比

docker stats

（3)设置容器绑定指定的CPU

先分配虚拟机4个cpu核数

创建一个c6容器，并绑定1号 3号cpu

[root@localhost ~]# docker run -itd --name c6 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 bash

安装，依赖包，压力测试软件

yum install -y epel-release
yum install -y stress

开启压力测试，产生4个cpu进程

stress -c 4

开启另一个终端 执行top 按 1 查看

2.对内存使用的限制

docker run -itd --name 容器名 -m 所限制的内存大小 镜像:标签 bash

docker stats ##查看容器使用情况

（1）对交换分区swap限制

强调一下，–memory-swap是必须要与–memory一起使用的。
正常情况下，–memory-swap 的值包含容器可用内存和可用swap。
所以-m 300m --memory-swap=1g 的含义为:容器可以使用300M的物理内存，并且可以使用700M (1G - 300)的 swap。
如果 --memory-swap设置为 0 或者不设置，则容器可以使用的 swap 大小为-m值的两倍。
如果 --memory-swap 的值和 -m值相同，则容器不能使用swap。
如果–memory-swap值为-1，它表示容器程序使用的内存受限，而可以使用的 swap空间使用不受限制（宿主机有多少swap容器就可以使用多少)

3.对磁盘IO配额控制（blkio）的限制

–device-read-bps:限制某个设备上的读速度bps（数据量)，单位可以是kb、mb(M)或者gb.

例: docker run -itd --name test9 --device-read-bps /dev/sda:1M centos:7 /bin/bash

–device-write-bps :限制某个设备上的写速度bps（数据量)，单位可以是kb、mb(M)或者gb

例: docker run -itd --name test10 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash

–device-read-iops :限制读某个设备的iops (次数)
–device-write-iops :限制写入某个设备的iops（次数）

实例：

需求：创建并开启一个c8的容器，镜像为centos:7 设置/dev/sda设备上限制读速度为 1mb/s

docker run -itd --name c8 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 bash
docker exec -it c8 bash

进行写入测试

dd if=/dev/zero of=test.txt bs=1M count=10 oflag=direct

清理docker占用的磁盘空间

可以用于清理磁盘，删除关闭的容器，无用的数据卷和网络

docker system prune -a