一、Docker中常见的容器连接方式

1.1 介绍：

Docker是一种流行的容器化平台，可以帮助开发人员构建、部署和管理应用程序。在Docker中，容器是独立运行的应用程序实例，可以通过各种方式进行连接和通信。本文将重点介绍Docker容器之间的链接和通信方法，以帮助您更好地构建分布式应用程序。

一、链接（Linking）的概念
链接是早期版本的Docker中使用的容器连接机制。通过链接，可以将一个容器的某个服务暴露给其他容器使用。链接会创建一个环境变量集合，允许容器之间使用名称相互引用。但是，链接已经不再推荐使用，并且在较新的Docker版本中已被废弃。

二、用户自定义网络（User-defined networking）
从Docker 1.9版本开始引入了用户自定义网络。使用用户自定义网络，可以创建自己的网络，将多个容器连接到同一网络中，以便它们可以通过网络进行通信。用户自定义网络提供了更灵活的管理容器之间连接和通信的方式。您可以使用Docker命令或者Docker Compose定义网络，容器可以使用名称进行相互引用，从而实现容器之间的通信。

三、桥接网络（Bridge network）
桥接网络是默认的网络驱动程序，用于在主机上创建容器的网络。当在同一主机上启动多个容器时，默认情况下，它们将连接到同一桥接网络中。这样的容器可以直接通过IP地址进行通信。桥接网络提供了简单而强大的连接和通信机制，适用于大多数应用场景。

四、覆盖网络（Overlay network）
覆盖网络是一种用于连接分布在多个主机上的容器的网络驱动程序。使用覆盖网络，可以在不同主机上的容器之间建立虚拟的二层网络，使得分布式应用程序可以无缝地进行通信。覆盖网络需要配置容器运行时环境，并在集群中设置网络插件。它提供了高级的网络功能，例如服务发现、负载均衡等。

五、端口映射（Port Mapping）
端口映射是一种常用的容器通信方式。通过端口映射，可以将容器内部的端口映射到宿主机的端口，从而使得外部网络可以通过宿主机的端口访问容器内的服务。端口映射允许容器和宿主机之间通过网络连接，使得外部可以直接访问容器内的服务。通过映射不同的端口，可以同时运行多个容器实例，并使它们在同一台物理机上以不同的端口对外提供服务。

在Docker中，容器之间的链接与通信对于构建分布式应用程序至关重要。您可以选择适合您应用程序需求的连接方式，如用户自定义网络、桥接网络、覆盖网络或端口映射。不同的方式有不同的特点和适用场景，您可以根据实际情况进行选择和配置。通过合理使用容器之间的链接与通信，您可以构建高效、可靠的分布式应用程序。

二、桥接网络（Bridge network）

桥接网络（Bridge network）是Docker中最常用的网络类型之一，它允许容器与主机和其他容器进行通信。

示例：

1、创建桥接网络：

docker network create --driver bridge mybridge

上述命令将创建一个名为 "mybridge" 的桥接网络。

2、启动容器并连接到桥接网络：

docker run -d --name container1 --network=mybridge nginx
docker run -d --name container2 --network=mybridge nginx

上述命令将启动两个名为 "container1" 和 "container2" 的容器，并将它们连接到之前创建的 "mybridge" 桥接网络。

3、确认容器之间的通信：

docker exec -it container1 ping container2

使用上述命令在 "container1" 容器中执行 ping 命令，尝试与 "container2" 容器进行通信。如果返回结果表明通信成功，则表示容器之间建立了连接。

4、报错处理：

[root@ecs-39233 ~]# docker exec -it container1 ping container2
OCI runtime exec failed: exec failed: unable to start container process: exec: "ping": executable file not found in $PATH: unknown

出现这个错误的原因是容器中没有安装 ping 命令。ping 是用于网络连通性测试的常用工具，需在容器中安装才能正常使用。

可以通过以下步骤在容器中安装 ping 命令：

a、进入容器：使用以下命令进入容器的 shell 环境：

docker exec -it container1 /bin/bash

b、更新软件包列表：运行以下命令以更新软件包列表：

apt update

c、安装 iputils-ping 包：运行以下命令以安装 ping 命令：

apt install iputils-ping

安装完成后，您应该能够在容器内部执行 ping 命令了。

通过以上步骤，您可以使用桥接网络在Docker容器之间建立通信。桥接网络允许不同容器通过桥接设备（bridge device）连接到同一个网络中，使得容器可以相互通信，同时也能与主机进行通信。

需要注意的是，在桥接网络中，每个容器都会被分配一个IP地址，并且它们可以通过IP地址相互访问。如果您希望容器能够从主机或外部网络访问，请确保将所需端口映射到主机上。

三、端口映射（Port Mapping）

当使用Docker进行网络端口映射时，可以将容器内部的端口映射到主机上的一个端口，以便外部网络可以通过主机上的端口访问容器内的服务。以下是一个网络端口映射的案例：

假设您正在开发一个使用MySQL数据库的Web应用程序，并希望通过Docker容器来运行和管理MySQL数据库。您可以使用网络端口映射将容器内的MySQL服务端口映射到主机的一个端口上，以便外部网络可以访问该数据库。

具体步骤如下：

1、下载并启动MySQL容器：

docker run -d --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mysecretpassword -p 3306:3306 mysql

在上述命令中，-p 3306:3306 将容器内的MySQL服务端口（默认为3306）映射到主机上的3306端口。

MYSQL_ROOT_PASSWORD 是设置MySQL管理员(root)用户的密码。

2、验证MySQL容器是否正常运行：

docker ps

您应该可以看到MySQL容器正在运行。

3、从本地主机使用MySQL客户端连接到MySQL容器：

mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p

-h 127.0.0.1 表示连接到本地主机，
-P 3306 表示连接的端口为3306，
默认MySQL用户名为root

密码为：mysecretpassword

通过以上步骤，您可以使用网络端口映射在本地主机上访问Docker容器内运行的MySQL数据库服务。您可以使用标准的MySQL客户端或应用程序连接到MySQL容器，并进行数据库操作。

这是一个简单的网络端口映射案例，您可以根据自己的需求和具体的应用场景进行调整和扩展。

四、用户自定义网络（User-defined networking）

用户自定义网络（User-defined networking）允许我们在Docker中创建自定义的虚拟网络，使得容器可以通过这个网络相互通信，而无需依赖于主机的默认网络设置。

示例：

1、创建用户自定义网络：

docker network create mynetwork

创建一个名为 "mynetwork" 的用户自定义网络。

2、启动容器并连接到用户自定义网络：

docker run -d --name container1 --network=mynetwork nginx
docker run -d --name container2 --network=mynetwork nginx

将启动两个名为 "container1" 和 "container2" 的容器，并将它们连接到之前创建的 "mynetwork" 网络。

使用的镜像是nginx:latest

3、确认容器之间的通信：

docker exec -it container1 ping container2

以上命令，在 "container1" 容器中执行 ping 命令，尝试与 "container2" 容器进行通信。如果返回结果表明通信成功，则表示容器之间建立了连接。

通过以上步骤，您可以使用用户自定义网络在Docker容器之间建立通信。这种方式可以实现容器化应用程序的微服务架构，不同容器之间可以通过自定义网络进行相互通信，而不受主机网络设置的限制。

五、覆盖网络（Overlay network）

覆盖网络（Overlay network）是一种在多个主机或容器之间创建虚拟网络的技术，使它们可以跨主机进行通信。覆盖网络可以在物理网络基础设施之上创建一个逻辑网络层，使应用程序能够透明地连接到这个虚拟网络中。

使用Docker Swarm创建覆盖网络的实例：

1、初始化Docker Swarm：

docker swarm init

运行上述命令将初始化一个Docker Swarm集群。

2、创建一个覆盖网络：

docker network create --driver overlay myoverlay

运行上述命令将创建一个名为 "myoverlay" 的覆盖网络。

3、在Swarm集群的不同节点上启动服务：

docker service create --network myoverlay --name web nginx

在Swarm集群的各个节点上运行上述命令，启动一个名为 "web" 的服务，并将其连接到之前创建的 "myoverlay" 覆盖网络。

4、确认服务之间的通信：

docker service ps web

使用上述命令查看 "web" 服务的运行状态，确保服务已经在Swarm集群的不同节点上成功部署并能够相互通信。

通过以上步骤，您可以在Docker Swarm集群中创建一个覆盖网络，并将服务连接到该网络中。这样，这些服务就可以透明地进行跨主机通信，无论它们在Swarm集群的哪个节点上运行。

覆盖网络提供了一种方便和灵活的方式来构建分布式应用程序，使其能够在不同的主机或容器之间进行通信。

六、案例

案例一：前后端分离应用

假设您正在开发一个前后端分离的Web应用程序，前端使用React框架，后端使用Node.js。您可以将前端和后端分别封装到两个Docker容器中，并通过用户自定义网络进行连接和通信。具体步骤如下：

1、创建一个用户自定义网络：

$ docker network create mynetwork

2、启动前端容器：

$ docker run -d --name frontend --network=mynetwork frontend-image

3、启动后端容器：

$ docker run -d --name backend --network=mynetwork backend-image

4、在前端代码中配置后端服务的URL为容器名称：

// frontend/src/config.js
export const API_URL = "http://backend:3000";

通过以上步骤，您的前端容器可以通过容器名称 backend 访问后端容器，实现前后端的通信。

案例二：集群部署的微服务应用

假设您正在开发一个集群部署的微服务应用，其中包含多个微服务并运行在不同的容器中。此时，可以使用Docker的覆盖网络功能来实现容器之间的通信。具体步骤如下：

1、配置Docker Swarm集群，并启动服务。假设有两个服务：service1 和 service2：

$ docker swarm init
$ docker service create --name service1 --network=overlay-network service1-image
$ docker service create --name service2 --network=overlay-network service2-image

2、检查服务状态：

$ docker service ls

3、在应用程序代码中使用服务名称进行通信：

# 服务1连接服务2的例子
import requests

response = requests.get('http://service2:5000')
print(response.text)

通过以上步骤，您可以在集群部署的微服务应用中实现不同容器之间的通信。

这些案例只是展示了一些常见的情况，实际上，在Docker中，您可以根据您的应用需求使用不同的连接和通信方式。希望这些案例能够帮助您更好地理解如何在Docker容器之间实现链接和通信。

Docker容器之间的连接和通信(四)