Docker基本知识笔记(四)--网络相关

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一、docker的网络模式

docker默认提供了四个网络模式

1.1 bridge模式

1.2Host模式

1.3container模式

 1.4none模式

 二、简单例子Tomcat

三、容器之间的互联

使用 --link (不建议使用)

自定义网络  docker network命令


一、docker的网络模式

# 使用以下命令查看所有的Docker网络:
➜  ~ docker network ls
NETWORK ID          NAME                                 DRIVER              SCOPE
b2c8f825ca64        bridge                               bridge              local
4b6ca6c1af1f        docker_standalone-fate-130_default   bridge              local
75c6b565c73c        host                                 host                local
0196d25ee724        none                                 null                local

docker默认提供了四个网络模式

bridge:容器默认的网络是桥接模式(自己搭建的网络默认也是使用桥接模式,启动容器默认也是使用桥接模式)。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docker0网桥以及Iptables nat表配置与宿主机通信。

none:不配置网络,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。

host:容器和宿主机共享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。

container:创建的容器不会创建自己的网卡,配置自己的IP容器网络连通。容器和另外一个容器共享Network namespace(共享IP、端口范围)。

容器默认使用bridge网络模式

使用docker run --network=选项指定容器使用的网络:

bridge模式:使用 --net=bridge 指定,默认设置。

host模式:使用 --net=host 指定。
none模式:使用 --net=none 指定。
container模式:使用 --net=container:NAME_or_ID 指定。


1.1 bridge模式

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。

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。

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。bridge模式如下图所示:

Docker容器完成bridge网络配置的过程如下:

1.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。
2.docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中,并命名为eth0。另一端放在主机中,以veth65f9这样类似的名字命名,并将这个网络设备加入到docker0网桥中。
3.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。

1.2Host模式

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模式的模型图,如下图所示:

 eth0为宿主机的10.126.130.4为宿主机的内网地址。

1.3container模式

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。Container模式模型示意图如下:

 1.4none模式

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。

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

 二、简单例子Tomcat

1.启动tomcat容器

        docker run -d -P --name tomcat01 tomcat:8.0

2.查看宿主机网络,tomcat容器网络新

 宿主机:

 tomcat:

3.测试是否相通

?  ~ ping 172.17.0.3
PING 172.17.0.3 (172.17.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.108 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.085 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.054 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.054 ms
^Z

 4.再启动一个tomcat容器,测试是否相通

# 启动
➜  ~ docker run -d -P --name tomcat2 tomcat:8.0
7d1164d71e4e1daa2bd82ea746d041d3f5fd178ab504d3bf6cd2f26aea5c4e8f

#查看地址
➜  ~ docker exec -it tomcat2 ip addr           
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
59: eth0@if60: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    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

# ping另外一个tomcat
➜  ~ docker exec -it tomcat2 ping 172.17.0.3   
PING 172.17.0.3 (172.17.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.208 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.128 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.071 ms
^Z64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.068 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.092 ms
^Z64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.065 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=7 ttl=64 time=0.118 ms
64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=8 ttl=64 time=0.102 ms
^X^C
--- 172.17.0.3 ping statistics ---

两个Tomcat之间的网络通信 

 所有的容器不指定网络下,都是由docker0路由的,Docker会给我们容器默认分配一个随机的可用IP地址。

三、容器之间的互联

上线部署的时候微服务对应的IP地址可能会改动,因此需要使用容器名来配置容器间的网络连接。

使用 --link (不建议使用)

1.测试不设置连接的情况

➜  ~ docker exec -it tomcat2 ping tomcat1   
ping: unknown host tomcat1

2.启动另外一个tomcat

# 启动
➜  ~ docker run -d -P --name tomcat3 --link tomcat2 tomcat:8.0
151f95d9611d8d560cc0cc3c5afe466d18d096de76c73c7b48b27ffef6be8241

# tomcat2 ping tomcat3 ping 不通
➜  ~ docker exec -it tomcat2 ping tomcat3                     
ping: unknown host tomcat3

# tomcat3 可以ping通 tomcat2
➜  ~ docker exec -it tomcat3 ping tomcat2
PING tomcat2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat2 (172.17.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.209 ms
64 bytes from tomcat2 (172.17.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.105 ms
64 bytes from tomcat2 (172.17.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.121 ms
64 bytes from tomcat2 (172.17.0.2): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.066 ms

反向ping不通的原因是 --link的原理是在指定运行的容器上的/etc/hosts文件中添加容器名和ip地址的映射

自定义网络  docker network命令

1.基础命令使用

# 全部网络查看
➜  ~ docker network ls
NETWORK ID          NAME                                 DRIVER              SCOPE
b2c8f825ca64        bridge                               bridge              local
4b6ca6c1af1f        docker_standalone-fate-130_default   bridge              local
75c6b565c73c        host                                 host                local
0196d25ee724        none                                 null                local

# 新建mynet
➜  ~ docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet
9329391ab863d34b82d2adbd6d31744ba088ab735f3902471efe019c57ec3dea
➜  ~ docker network ls
NETWORK ID          NAME                                 DRIVER              SCOPE
b2c8f825ca64        bridge                               bridge              local
4b6ca6c1af1f        docker_standalone-fate-130_default   bridge              local
75c6b565c73c        host                                 host                local
9329391ab863        mynet                                bridge              local

# 参数说明
 # driver bridge             #指定bridge驱动程序来管理网络
 # subnet 192.168.0.0/16     #指定网段的CIDR格式的子网
 # gateway 192.168.0.1 	     #指定主子网的IPv4或IPv6网关

2.启动两个容器,使用mynet 网络

➜  ~ docker run -d -P --name tomcat-net1 --net mynet tomcat:8.0 
92b5bb032f1dad64e9672e04fcfd68f5bbb3b36c738c8bccb305f8be4a731fe6
➜  ~ docker run -d -P --name tomcat-net2 --net mynet tomcat:8.0  
e90148594ae1f6c47312e1dfd496c2113bd9e4c5188078bf7f2e9a70dd6c9e70
➜  ~ docker network inspect mynet
[
    {
       
        ......
        "Containers": {
            "92b5bb032f1dad64e9672e04fcfd68f5bbb3b36c738c8bccb305f8be4a731fe6": {
                "Name": "tomcat-net1",
                "EndpointID": "9e11300fa301516190c8c5c67e6b7c8a8f3a28226e222b205b676df1858db9d9",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "e90148594ae1f6c47312e1dfd496c2113bd9e4c5188078bf7f2e9a70dd6c9e70": {
                "Name": "tomcat-net2",
                "EndpointID": "c2ad04bd23e6b13e670d86e1cdd57ef227ef8350a81dada533030622dfb3cf3a",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
    }
]

3.查看内部网络,并测试是否互通

➜  ~ docker exec -it tomcat-net2 ip addr
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
70: eth0@if71: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:c0:a8:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.0.3/16 brd 192.168.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever

➜  ~ docker exec -it tomcat-net2 ping tomcat-net1
PING tomcat-net1 (192.168.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net1.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.106 ms
64 bytes from tomcat-net1.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.109 ms
64 bytes from tomcat-net1.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.318 ms
^C
--- tomcat-net1 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.106/0.177/0.318/0.100 ms

➜  ~ docker exec -it tomcat-net1 ping tomcat-net2
PING tomcat-net2 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net2.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.389 ms
64 bytes from tomcat-net2.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.120 ms
^C
--- tomcat-net2 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.120/0.254/0.389/0.135 ms

4.测试之前的tomcat1 是否能ping通 tomcat-net下的tomcat 

# 查看一下tomcat1 中的ip地址
➜  ~ docker exec -it tomcat1 ip addr          
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
72: eth0@if73: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    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

# ping 名字
➜  ~ docker exec -it tomcat1 ping tomcat-net1
ping: unknown host tomcat-net1
# ping 地址
➜  ~ docker exec -it tomcat1 ping 192.168.0.2
PING 192.168.0.2 (192.168.0.2) 56(84) bytes of data.
^C
--- 192.168.0.2 ping statistics ---
11 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 10001ms

结论:ping不通,不是一个网段的。

解决方案:不同Docker网络之间的容器需要连接的话需要把作为调用方的容器注册一个ip到被调用方所在的网络上,使用docker connect命令

5.使用tomcat1和tomcat-net互通

#进行连接网络mynet
➜  ~ docker network connect mynet tomcat1  

#查看tomcat网络,新增一个网络地址192.168.0.4
➜  ~ docker exec -it tomcat1 ip addr         
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
72: eth0@if73: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    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
76: eth1@if77: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:c0:a8:00:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.0.4/16 brd 192.168.255.255 scope global eth1
       valid_lft forever preferred_lft forever

# ping通
➜  ~ docker exec -it tomcat1 ping tomcat-net1
PING tomcat-net1 (192.168.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net1.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.337 ms
64 bytes from tomcat-net1.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.111 ms
64 bytes from tomcat-net1.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.100 ms
^C
--- tomcat-net1 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.100/0.182/0.337/0.110 ms

参考来源:https://blog.csdn.net/huangjhai/article/details/120425457

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