[Dockerの記事]Dockerネットワークの原則の深い理解、Docker0の理解、カスタムネットワーク、ネットワーク接続

Dockerネットワークの原則

前回の記事で、コンテナは比較的独立した環境であり、小さなLinuxシステムに相当し、外部から直接アクセスすることはできないとお話しましたが、どのように行うのでしょうか。ここでは、最初にLinuxのvethペアについて理解します。 。

1.Linuxのvethペア

vethペアは、ペアで表示される仮想ネットワークデバイスインターフェイスであり、一方の端はネットワークプロトコルスタックに接続され、もう一方の端は相互に接続されます。以下に示すように：

vethペアは、2つのネットワークveth0とveth1を接続します。

2.Docker0を理解する

最初にローカルIPを確認しましょう

ここでは、3つのネットワークがあることを分析できます。

lo      127.0.0.1 		 # 本机回环地址
eth0    172.31.179.120   # 阿里云的私有IP（如果你是虚拟机就是虚拟机的ip）
docker0 172.17.0.1       # docker网桥

loとeth0は仮想マシンの起動時に作成されますが、docker0はdockerのインストール時に作成されます。docker0は、仮想マシンとの通信に使用されます。

質問：Dockerはコンテナネットワークアクセスをどのように処理しますか？

説明のために、最初にTomcatコンテナを開始します。

[root@jiangnan tomcat1]# docker pull tomcat
[root@jiangnan tomcat1]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
tomcat       latest    fb5657adc892   2 months ago   680MB
[root@jiangnan tomcat1]# docker run -d -p 8081:8080 --name tomcat01 tomcat
914a7d82b017f63f81c6eba49af5471441f1946c9d45509b69ab2c50c2713b6f
[root@jiangnan tomcat1]# 

ここでtomcat01が起動しますので、もう一度ネットワークを確認しましょう

発見：以前に確認したところ、まだ3セットのネットワークカードがありました。Tomcatコンテナを起動した後、追加のネットワークカードのセットがあり201: vethad33778@if200、それらはまだペアでした。同様に、別のtomcat02を起動すると、別のネットワークカードのペアが作成されます。

tomcat01コンテナに入ると、tomcat01に対応するIPアドレスが172.17.0.2であることがわかります。

ホストコンピューターでpingを実行することもできます。

注：tomcat02に対応するIPは172.17.0.3であり、これもpingできます。

結論：コンテナーを起動するたびに、追加のネットワークカードのペアがあり、それらはdocker0に接続され、docker0は仮想マシンに接続されます。

また、検査を通じて表示することもできます。

[root@jiangnan tomcat1]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
4d3e75606593   bridge    bridge    local   # 这个就是docker0
8e92ee24e5f6   host      host      local
e85ffb1f2cc3   none      null      local
[root@jiangnan tomcat1]# docker inspect 4d3e75606593
"IPAM": {
    
       
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
    
    
                    "Subnet": "172.17.0.0/16",
                    "Gateway": "172.17.0.1"    # 网关
                }
            ]
        },


"Containers": {
    
       # 容器
            "15910ee083965d60c46bf9b3b292570fef9b8925905aa4df90c6d48142bb2eee": {
    
    
                "Name": "tomcat01",
                "EndpointID": "9c7a5ab65f1fc91b1d92ad61dec9b2f518f67f69f662522483dca789616f42aa",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
                "IPv4Address": "172.17.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "6c9a6a5d8eca9ad52926008c7b30516d23293ff8ad1f38947957d571431d5297": {
    
    
                "Name": "tomcat02",
                "EndpointID": "f83c1e643236cd65f50fba03929ca14d5df8d135b1f6cb8adf203cf96084f7aa",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",
                "IPv4Address": "172.17.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },

このようなネットワークモデルに抽象化できます。

ここでは、Docker0がルーターと同等であり、コンテナーの起動はデフォルトでdocker0ネットワークであることがわかります。
デフォルトでは、dockerは使用可能なIPをコンテナーに割り当て、それをdocker0に接続します。テクノロジーがveth pair使用されます。

3.コンテナの相互接続–リンク

ネットワークモデル図からわかるように、コンテナを直接接続することはできません。

以前に開始した2つのtomcatに対応するホストは次のとおりです。

[root@jiangnan tomcat1]# docker exec -it tomcat01 cat /etc/hosts
127.0.0.1	localhost
::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
172.17.0.2	3ecb3204e2dc
root@3ecb3204e2dc:/usr/local/tomcat# 

[root@jiangnan tomcat1]# docker exec -it tomcat02 cat /etc/hosts
127.0.0.1	localhost
::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
172.17.0.3	6c9a6a5d8eca
[root@jiangnan tomcat1]# 

検出：ホストには独自のIPアドレスしかありません。

ただし、実際の作業では、コンテナは仮想IPを使用し、開始するたびにIPが変更されます。シナリオを考えて、マイクロサービスを作成します。IPを使用するために使用されるデータベース接続アドレス。IPが変更されても、変更されません。動作すると、サービス名を使用してアクセスできなくなりますか？

tomcat03を起動し、それを使用して--linktomcat02にバインドします。次に、そのホストがどのように見えるかを確認します。

[root@jiangnan tomcat1]# docker run -d -p 8083:8080 --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
db75c42f7f7f609218deb290d3e923e3c7da6bcf8c0b38cde27962fb2b9e9a54
[root@jiangnan tomcat1]# docker exec -it tomcat03 cat /etc/hosts
127.0.0.1	localhost
::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
172.17.0.3	tomcat02 e4060ea4ee28   # 发现tomcat2直接被写在这里
172.17.0.4	db75c42f7f7f
root@db75c42f7f7f:/usr/local/tomcat# 

見つかった：–linkを使用すると、独自のIPだけでなく、tomcat02のサービス名もあります。ただし、-linkは一方向であるため、tomcat02にはtomcat03はありません。

このようにして、コンテナとコンテナとの間の通信が実現される。IPアドレスではなく、サービス名で接続する必要があります。

ただし--link、使用される方法は古く、通常はカスタムネットワークを使用します。

4.カスタムネットワーク（推奨）

docker0の機能：

• これがデフォルトです
• ドメイン名にアクセスできません
• –linkドメイン名は利用できますが、削除すると機能しません

Dockerは3つのネットワークモードを提供します

[root@jiangnan tomcat1]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
4d3e75606593   bridge    bridge    local
8e92ee24e5f6   host      host      local
e85ffb1f2cc3   none      null      local
[root@jiangnan tomcat1]# 

ブリッジはデフォルトで使用されます。これは、docker0ネットワークカードです。

コンテナを起動すると、実際には次のコマンドになります

[root@jiangnan tomcat1]# docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat

これ--netはデフォルトであるため、省略されています。

以下では、ネットワークmynetをカスタマイズします。

# 自定义创建的默认default "bridge"
[root@jiangnan tomcat1]# docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet
3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1
[root@jiangnan tomcat1]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
4d3e75606593   bridge    bridge    local
8e92ee24e5f6   host      host      local
3136d64109c6   mynet     bridge    local   # 多了一个mynet
e85ffb1f2cc3   none      null      local

[root@jiangnan tomcat1]# docker network inspect mynet
[
    {
    
    
        "Name": "mynet",
        "Id": "3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1",
        "Created": "2022-02-27T14:15:44.676693958+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
    
    
            "Driver": "default",
            "Options": {
    
    },
            "Config": [
                {
    
    
                    "Subnet": "192.168.0.0/16",  # 子网地址
                    "Gateway": "192.168.0.1"   # 网关
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
    
    
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
    
    },
        "Options": {
    
    },
        "Labels": {
    
    }
    }
]
[root@jiangnan tomcat1]# 

以下では、カスタムネットワークを使用してTomcatを起動します

[root@jiangnan tomcat1]# docker run -d  -p 8081:8080 --name tomcat-net-01 --net mynet tomcat
675439c851dc29355c03f82bb163f9e5a326e230447d86d40d53ff08766cfd06
[root@jiangnan tomcat1]# docker run -d  -p 8082:8080 --name tomcat-net-02 --net mynet tomcat
31f12c9332e8b4b6e66619dc988533f2863b80e71dbf490c8313694637814ca1
[root@jiangnan tomcat1]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED          STATUS          PORTS                                       NAMES
31f12c9332e8   tomcat    "catalina.sh run"   3 seconds ago    Up 2 seconds    0.0.0.0:8082->8080/tcp, :::8082->8080/tcp   tomcat-net-02
675439c851dc   tomcat    "catalina.sh run"   12 seconds ago   Up 12 seconds   0.0.0.0:8081->8080/tcp, :::8081->8080/tcp   tomcat-net-01
[root@jiangnan tomcat1]# 

ネットワークを見る

[root@jiangnan tomcat1]# docker inspect mynet
[
    {
    
    
        "Name": "mynet",
        "Id": "3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1",
        "Created": "2022-02-27T14:15:44.676693958+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
    
    
            "Driver": "default",
            "Options": {
    
    },
            "Config": [
                {
    
    
                    "Subnet": "192.168.0.0/16",
                    "Gateway": "192.168.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
    
    
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
    
    
            "31f12c9332e8b4b6e66619dc988533f2863b80e71dbf490c8313694637814ca1": {
    
    
                "Name": "tomcat-net-02",
                "EndpointID": "1c0e9dbffff295f2326bfd1e2847c0f1d9136ff00519101bb11d922e7da4f818",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "675439c851dc29355c03f82bb163f9e5a326e230447d86d40d53ff08766cfd06": {
    
    
                "Name": "tomcat-net-01",
                "EndpointID": "2653da0a25d166f0d7222235e85d8231d9424e19949b6e6b7cfa1a3eddcc462b",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {
    
    },
        "Labels": {
    
    }
    }
]
[root@jiangnan tomcat1]# 

# 我们来测试ping容器名和ip试试，都可以ping通
[root@jiangnan ~]# docker exec -it tomcat-net-01 ping 192.168.0.3
PING 192.168.0.3 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.093 ms
[root@jiangnan ~]# docker exec -it tomcat-net-01 ping tomcat-net-02
PING tomcat-net-02 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.063 ms
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.066 ms

検出：--linkサービス名を直接pingすることもできます。

5.ネットワーク接続

Docker0は、カスタムネットワークに接続されていないことは間違いありません。カスタムネットワークを使用する利点は、ネットワークが分離されていることです。

しかし、実際の作業では、たとえば、mysqlをデプロイし、ネットワークセグメントを使用します。tomcatをデプロイし、別のネットワークセグメントを使用する場合、2つのネットワークセグメントを相互に接続する必要はありませんが、tomcatとmysqlを相互に接続する必要があり、ネットワーク接続を使用する必要があります。概略図は次のとおりです。

ネットワーク接続は、コンテナとネットワークセグメント間の接続です。

たとえば、以前に使用したデフォルトのdocker0のtomcat01は、mynetネットワークに接続する必要があります。

# docker network connect 网络 容器
[root@jiangnan tomcat1]# docker network connect mynet tomcat01
[root@jiangnan tomcat1]# docker network inspect mynet
[
    {
    
    
        "Name": "mynet",
        "Id": "3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1",
        "Created": "2022-02-27T14:15:44.676693958+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
    
    
            "Driver": "default",
            "Options": {
    
    },
            "Config": [
                {
    
    
                    "Subnet": "192.168.0.0/16",
                    "Gateway": "192.168.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
    
    
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
    
    
            "2e709013935463c29caf28771bb49925fee4e02842459b339d7dd1ad5dedf9b7": {
    
    
                "Name": "tomcat-net-01",
                "EndpointID": "9f3a46bad37ade7935e283715caa5699e9a7e22175b592f4a4792a37c351d969",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "5c0c544f2507d9f5f456feceddbd853ebccc07cea8c39c8479693731e480bf55": {
    
    
                "Name": "tomcat01",
                "EndpointID": "d05abb2d31af4067c5a45f299ce7b4401b1fa81638a44b6c09f3de7f8f4221fe",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:04",
                "IPv4Address": "192.168.0.4/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "d6066db5fdd0b508514107a896ed20b639eaa47dbd97a025ad0c52250766c8a4": {
    
    
                "Name": "tomcat-net-02",
                "EndpointID": "3a5f6f2a07d900303382b290825c9f52640689c859608c741c7c7d81031e107e",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {
    
    },
        "Labels": {
    
    }
    }
]
[root@jiangnan tomcat1]# 

このようにして、tomcat01はmynetネットワークに直接追加されます。

# tomcat01 可以ping通tomcat-net-01了
[root@jiangnan ~]# docker exec -it tomcat01 ping tomcat-net-01
PING tomcat-net-01 (192.168.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.071 ms
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.067 ms

結論：ネットワーク全体で他のユーザーを操作する場合は、docker network connect[OPTIONS]NETWORK接続を使用する必要があります。

6.まとめ

1. vethペアは、ペアで表示される仮想ネットワークデバイスインターフェイスであり、一方の端はネットワークプロトコルスタックに接続され、もう一方の端は相互に接続されます。
2. docker0ネットワークはデフォルトでdockerで使用されます。
3. docker0はルーターと同等であり、デフォルトで起動するコンテナーはすべてdocker0ネットワークです。
4. docker0は、コンテナーと仮想マシン間の通信のためのブリッジです。
5. カスタムネットワークを使用して、サービス名を使用した接続方法をより適切に実装し、IP変更の困惑を回避することをお勧めします。
6. ネットワークを直接接続することはできません。ネットワーク接続とは、ネットワーク間の操作を実現するためのコンテナとネットワーク間の接続です。

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