1. Docker 网络模式

当项目大规模使用 Docker 时,容器通信的问题也就产生了。要解决容器通信问题,必须先了解很多关于网络的知识。Docker 作为目前最火的轻量级容器技术,有很多令人称道的功能,如 Docker 的镜像管理。然而,Docker 同样有着很多不完善的地方,网络方面就是 Docker 比较薄弱的部分。因此,我们有必要深入了解 Docker 的网络知识,以满足更高的网络需求。

1.1. 默认网络

安装 Docker 以后,会默认创建三种网络,可以通过 docker network ls 查看。

[root@localhost ~]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
688d1970f72e        bridge              bridge              local
885da101da7d        host                host                local
f4f1b3cf1b7f        none                null                local

在学习 Docker 网络之前,我们有必要先来了解一下这几种网络模式都是什么意思。

网络模式 描述
bridge 桥接模式。为每个容器分配设置 IP 地址,并将容器的网络连接到 docker0 网桥上,docker 的默认模式 。
host 主机网络模式。不虚拟容器的网卡,也不配置 IP 地址信息,直接使用宿主机的网络栈 IP 和端口。
none node 模式。容器有自己独立的网络命名空间,但是不对其进行设置,一般是由第三方 CNI 接入管理,如 flannel。
container Container 模式。新容器自己不创建和设置网络,而是共享使用的指定的其他容器的 IP 端口等网络。

1.2. bridge 网络模式

在该模式中,Docker 守护进程创建了一个虚拟以太网桥 docker0,新建的容器会自动桥接到这个接口,附加在其上的任何网卡之间都能自动转发数据包。

默认情况下,守护进程会创建一对对等虚拟设备接口 veth pair,将其中一个接口设置为容器的 eth0 接口(容器的网卡),另一个接口放置在宿主机的命名空间中,以类似 vethxxx 这样的名字命名,从而将宿主机上的所有容器都连接到这个内部网络上。

比如我运行一个基于 busybox 镜像构建的容器 bbox01,查看 ip addr:

busybox 被称为嵌入式 Linux 的瑞士军刀,整合了很多小的 unix 下的通用功能到一个小的可执行文件中。

然后宿主机通过 ip addr 查看信息如下:

通过以上的比较可以发现,证实了之前所说的:守护进程会创建一对对等虚拟设备接口 veth pair,将其中一个接口设置为容器的 eth0 接口(容器的网卡),另一个接口放置在宿主机的命名空间中,以类似 vethxxx 这样的名字命名。

同时,守护进程还会从网桥 docker0 的私有地址空间中分配一个 IP 地址和子网给该容器,并设置 docker0 的 IP 地址为容器的默认网关。也可以安装 yum install -y bridge-utils 以后,通过 brctl show 命令查看网桥信息。

对于每个容器的 IP 地址和 Gateway 信息,我们可以通过 docker inspect 容器名称|ID 进行查看,在 NetworkSettings 节点中可以看到详细信息。

我们可以通过 docker network inspect bridge 查看所有 bridge 网络模式下的容器,在 Containers 节点中可以看到容器名称。

关于 bridge 网络模式的使用,只需要在创建容器时通过参数 --net bridge 或者 --network bridge 指定即可,当然这也是创建容器默认使用的网络模式,也就是说这个参数是可以省略的。

Bridge 桥接模式的实现步骤主要如下:

Docker Daemon 利用 veth pair 技术,在宿主机上创建一对对等虚拟网络接口设备,假设为 veth0 和 veth1。而

veth pair 技术的特性可以保证无论哪一个 veth 接收到网络报文,都会将报文传输给另一方。

Docker Daemon 将 veth0 附加到 Docker Daemon 创建的 docker0 网桥上。保证宿主机的网络报文可以发往 veth0;

Docker Daemon 将 veth1 添加到 Docker Container 所属的 namespace 下,并被改名为 eth0。如此一来,宿主机的网络报文若发往 veth0,则立即会被 Container 的 eth0 接收,实现宿主机到 Docker Container 网络的联通性;同时,也保证 Docker Container 单独使用 eth0,实现容器网络环境的隔离性。

1.3. 参考

https://xie.infoq.cn/article/97355a6e7ac01bce8532d5ff5

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