导言

两个或者多个之间的容器如何相互通信？
容器重启后IP变化如何解决？
容器内部间如何通过容器名通信？
如何自定义网络，让同属一个服务群的容器都加入到同一个网络？

一、宿主机网络

Docker网络用于处理宿主机和容器内网络通信
- 容器间的互联和通信以及端口映射
- 容器IP变动时候可以通过服务名直接网络通信而不受到影响
docker未启动情况下，宿主机的网络情况
- 系统通过vagrant安装和启动
- 此时有eth0和lo(local)两个网卡

eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.33.10  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.33.255
        inet6 fe80::a00:27ff:fe29:956c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 08:00:27:29:95:6c  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 204  bytes 20733 (20.2 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 144  bytes 23742 (23.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 64  bytes 5184 (5.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 64  bytes 5184 (5.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
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docker启动情况下，宿主机的网络情况
- 此时宿主机会产生一个名为docker0的虚拟网桥

docker0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.17.0.1  netmask 255.255.0.0  broadcast 172.17.255.255
        ether 02:42:f7:55:5a:bd  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.33.10  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.33.255
        inet6 fe80::a00:27ff:fe29:956c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 08:00:27:29:95:6c  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 204  bytes 20733 (20.2 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 144  bytes 23742 (23.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 64  bytes 5184 (5.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 64  bytes 5184 (5.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
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二、Docker网络

查看docker网络模式命令

docker network <COMMAND>
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可以使用的命令如下

[root@server01 ~]# docker network --help

Usage:  docker network COMMAND

Manage networks

Commands:
  connect     Connect a container to a network
  create      Create a network
  disconnect  Disconnect a container from a network
  inspect     Display detailed information on one or more networks
  ls          List networks
  prune       Remove all unused networks
  rm          Remove one or more networks
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查看网卡列表

[root@server01 ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
ad11a58c25cc   bridge    bridge    local
1524da0505ee   host      host      local
f4cbc4779eaf   none      null      local
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可以看到默认创建3大网络模式
查看网卡信息

[
  {
    "Name": "bridge",
    "Id": "ad11a58c25cc80747576c2ef7c2ca09b960fe0565b4c6ab7032ed9dfdba94ca2",
    "Created": "2022-03-20T12:41:29.966511242Z",
    "Scope": "local",
    "Driver": "bridge",
    "EnableIPv6": false,
    "IPAM": {
      "Driver": "default",
      "Options": null,
      "Config": [
        {
          "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",
      # 可以看到bridge用的网桥名称就是docker0
      "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
      "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
    },
    "Labels": {}
  }
]
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创建和删除网卡

# 原始所有网卡信息
[root@server01 ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
ad11a58c25cc   bridge    bridge    local
1524da0505ee   host      host      local
f4cbc4779eaf   none      null      local
# 创建网卡
[root@server01 ~]# docker network create my_network
146a5d4683a8ef8256ce5280eabb719c5d7da061f317f03529dedbf4fe8ee2a5
[root@server01 ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME         DRIVER    SCOPE
ad11a58c25cc   bridge       bridge    local
1524da0505ee   host         host      local
# 默认创建的网卡类型是桥接类型
146a5d4683a8   my_network   bridge    local
f4cbc4779eaf   none         null      local
# 删除网卡
[root@server01 ~]# docker network rm my_network
my_network
[root@server01 ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
ad11a58c25cc   bridge    bridge    local
1524da0505ee   host      host      local
f4cbc4779eaf   none      null      local
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三、网络模式

3.1 bridge模式

Docker 服务默认会创建一个 docker0 网桥（其上有一个 docker0 内部接口），该桥接网络的名称为docker0，它在内核层连通了其他的物理或虚拟网卡，将所有容器和本地主机都放到同一个物理网络
Docker 默认指定了 docker0 接口的 IP 地址和子网掩码，让主机和容器之间可以通过网桥相互通信
为每一个容器分配和设置ip，并将容器连接到docker0，虚拟网桥默认为该模式
使用 --network bridge 指定容器使用的网络模式，默认bridge（docker0）
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，称为容器ip(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 run 的时候，如果没有指定network则默认使用的网桥模式就是bridge，使用的就是docker0。在宿主机ifconfig可以看到docker0和创建的的networketh0，eth1，eth2……代表网卡一，网卡二，网卡三……，lo代表127.0.0.1，即localhost，inet addr用来表示网卡的IP地址
网桥docker0创建一对对等虚拟设备接口一个叫veth，另一个叫eth0，成对匹配
- 整个宿主机的网桥模式都是docker0，类似一个交换机有一堆接口，每个接口叫veth，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）
- 每个容器实例内部同时有一块网卡，每个接口叫eth0
- docker0上面的每个veth匹配某个容器实例内部的eth0，两两配对，一一匹配。通过配对网卡，将宿主机上的所有容器都连接到这个内部网络上，两个容器在同一个网络下，会从这个网关下各自拿到分配的ip，此时两个容器的网络互通

运行alpine(一个微型的linux版本) 容器，进入redis容器内容查看网络信息和宿主机网络信息
- docker pull alpine
- docker run -d --name alpine alpine:latest
- docker exec -it apline bash
- alpine容器内部

/ # ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 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
# eth0@if11：表示连接到宿主机的11号网卡信息
10: eth0@if11: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
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宿主机网络信息

# veth02096c1@if10：表示连接到容器内部的10号网卡
11: veth02096c1@if10: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default
    link/ether fe:e5:f2:56:6d:07 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet6 fe80::fce5:f2ff:fe56:6d07/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
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对应关系如下

3.2 host模式

直接使用宿主机的 IP 地址与外界进行通信，不再需要额外进行NAT 转换
使用--network host指定
查看host网卡信息

[
    {
        "Name": "host",
        "Id": "1524da0505eef1c3f188e337551fe0259b99c3e00915fd9eafea288aa4ec69c9",
        "Created": "2022-03-06T06:55:13.717636641Z",
        "Scope": "local",
        # 驱动为host
        "Driver": "host",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": []
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {},
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

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容器不会获得一个独立的Network Namespace，而是和宿主机共用一个Network Namespace，不会虚拟出自己的网卡而是使用宿主机的IP和端口

docker run -d -p ip:ip --network host --name xxx xxxImage
- 在host模式下无需通过ip来指定端口映射，因为使用的是宿主机的端口和ip
- docker通过指定--network=host或-net=host启动的容器不能指定端口映射，将会抛出警告
- 直接执行 docker run -d --network host --name xxx xxxImage 即可

3.3 none模式

容器有独立的 Network namespace，但并没有对齐进行任何网络设置，如分配veth pair和网卡连接、ip等
实际中使用较少，因为Docker容器没有网卡、IP、路由等信息，只有一个lo(local表示本地回环)，需要我们自己为Docker容器添加网卡、配置IP等
none模式：使用--network none指定
查看none网卡信息

[
    {
        "Name": "none",
        "Id": "f4cbc4779eafdf5bc4d2fd948ded3e0f8b99c2d2aac425123bda050d58eef0a3",
        "Created": "2022-03-06T06:55:13.712122716Z",
        "Scope": "local",
        # 驱动为空
        "Driver": "null",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": []
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {},
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]
复制代码

如果容器启动在此模式下，内部将只有lo地址

3.4 container模式

新建的容器和已经存在的一个容器共享网络ip和配置，而不会创建自己的网卡，配置自己的IP等
两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、进程列表等依然隔离
使用--network container:NAME 或者容器ID指定
先运行基础容器
- docker run -it --name alpine alpine:latest

[root@server01 ~]# docker run -it --name alpine alpine:latest
/ # ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 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
14: eth0@if15: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
复制代码

再运行alpine，然后指定基础基础容器
- docker run -it --network container:alpine --name alpine-01 alpine:latest

[root@server01 ~]# docker run -it --network container:alpine --name alpine-01 alpine:latest
/ # ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 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
14: eth0@if15: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
复制代码

关闭基础容器，然后再查看alpine-01
- 此时只有本地回环地址，共享的网络已经没有了

/ # ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 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
复制代码

所以基于容器模式网络直接依赖性比较强，基础容器网络中断将会导致所有基于此网络的容器全部受到影响

四、网络IP生产规则

docker容器内部的ip是在容器启动时进行分配，所以ip可能会发生改变
- docker inspect redis | tail -n 20

"Networks": {
    "bridge": {
        "IPAMConfig": null,
        "Links": null,
        "Aliases": null,
        "NetworkID": "ad11a58c25cc80747576c2ef7c2ca09b960fe0565b4c6ab7032ed9dfdba94ca2",
        "EndpointID": "48f16e0663e908688490e3a1fdc688a1b1c28d706ee631facb0c367e343dce76",
        # 默认的网关就是docker0
        "Gateway": "172.17.0.1",
        # 本次分配的ip
        "IPAddress": "172.17.0.2",
        "IPPrefixLen": 16,
        "IPv6Gateway": "",
        "GlobalIPv6Address": "",
        "GlobalIPv6PrefixLen": 0,
        "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
        "DriverOpts": null
    }
}
复制代码

可以关闭此容器，然后重新运行一个新容器，可以返回ip和上面的可能一样，所以ip会变动

五、自定义网络

之前的links技术已经过时

在各自容器内部，通过ip可以ping通，但是通过服务名(--name 指定的名称)缺无法ping通
自定义桥接网络，自定义网络默认使用的是桥接网络bridge
- docker network create my_network
新建容器加入上一步新建的自定义网络
- docker run -d --network my_network --name alpine01 alpine:latest
- docker run -d --network my_network --name alpine02 alpine:latest
原理：自定义网络维护好了主机名和ip的对应关系（ip和域名都能通）
通过将不同容器加入到同一个网络，就可以实现通过容器名称访问，无论容器如何重启都无需改动依赖服务

Docker-高级篇(2)-Docker四大网络&自定义网络

一、宿主机网络

二、Docker网络

三、网络模式

3.1 bridge模式

3.2 host模式

3.3 none模式

3.4 container模式

四、网络IP生产规则

五、自定义网络

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