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。