docker 基础之网络管理

docker网络基础

docker使用到的与linux网络有关的主要技术

• Network Namespace（网络命名空间）
• Veth设备对
• Iptables/NetFilter
• 网桥
• 路由

标准的dokcer支持以下4种网络模式

• host模式： 使用--net=host指定
• container模式：使用--net=container:NAME_or_ID指定
• none模式： 使用 --net=none指定
• bridge模式：使用--net=bridge指定，为默认设置
  • docker第一次启动时会创建一个虚拟网桥，默认为docker0，在私有网络空间中给这个网桥分配一个子网，由docker创建出来的每一个容器，会创建一个虚拟的以太网设备（veth设备对），其中一端关联到网桥，一端使用linux的网络命名空间技术映射为容器内的eth0设备，然后从网桥的地址段内给eth0接口分配一个ip地址　　

容器访问外部网络

器要想访问外部网络，需要本地系统的转发支持。在Linux 系统中，检查转发是否打开。

$sysctl net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 1

如果为 0，说明没有开启转发，则需要手动打开。

从外部访问容器

容器中可以运行一些网络应用，要让外部也可以访问这些应用，可以通过 -P 或 -p 参数来指定端口映射。

当使用 -P 标记时，Docker 会随机映射一个 49000~49900 的端口到内部容器开放的网络端口。
-p（小写的）则可以指定要映射的端口，并且，在一个指定端口上只可以绑定一个容器。支持的格式有 

ip:hostPort:containerPort | ip::containerPort | hostPort:containerPort。

映射所有接口地址

使用 hostPort:containerPort 格式本地的 5000 端口映射到容器的 5000 端口，可以执行

$ sudo docker run -d -p 5000:5000 training/webapp python app.py

此时默认会绑定本地所有接口上的所有地址。

映射到指定地址的指定端口
可以使用 ip:hostPort:containerPort 格式指定映射使用一个特定地址，比如 localhost 地址 127.0.0.1

$ sudo docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000 training/webapp python app.py

映射到指定地址的任意端口

使用 ip::containerPort 绑定 localhost 的任意端口到容器的 5000 端口，本地主机会自动分配一个端口。

$ sudo docker run -d -p 127.0.0.1::5000 training/webapp python app.py

还可以使用 udp 标记来指定 udp 端口

$ sudo docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000/udp training/webapp python app.py

查看映射端口配置

使用 docker port 来查看当前映射的端口配置，也可以查看到绑定的地址

$ docker port nostalgic_morse 5000　　　　#container NAMES

127.0.0.1:49155.

注意：
容器有自己的内部网络和 ip 地址（使用 docker inspect 可以获取所有的变量，Docker 还可以有一个可变的网络配置。）

-p 标记可以多次使用来绑定多个端口,例如：

$ sudo docker run -d -p 5000:5000 -p 3000:80 training/webapp python app.py

容器互联

官网示例

先创建一个新的 Docker 网络。

$ docker network create -d bridge my-net
-d 参数指定 Docker 网络类型，有 bridge overlay。其中 overlay 网络类型用于 Swarm mode


连接容器，运行一个容器并连接到新建的 my-net 网络

$ docker run -it --rm --name busybox1 --network my-net busybox sh

打开新的终端，再运行一个容器并加入到 my-net 网络

$ docker run -it --rm --name busybox2 --network my-net busybox sh

进入容器，通过互相ping 容器名称来判断是否互联

　　

自己测试示例

#查看所有网络：
docker network ls

#创建自己的网络
docker network create -d bridge my-bridge-network

#检查网络（如果你检查网络，会发现里面什么都没有）
docker network inspect my-bridge-network

添加一个容器到自定义的网络

#指定网络 运行（将db添加为自定义的网络）
docker run -d --net=my-bridge-network --name db training/postgres 　　　　#--name 为定义的名字

#再次检查网络（会发现多了一个容器）
docker network inspect my-bridge-network

#查看网络情况
docker inspect --format='{{json .NetworkSettings.Networks}}' db

#查看ip地址
docker inspect --format='{{range .NetworkSettings.Networks}}{{.IPAddress}}{{end}}' db

#启动另一个容器：并不在一个网段，未加入到自定义的网络 名称为web
docker run -d --name web training/webapp python app.py

进入交互模式，并且ping web的地址进行测试

docker exec -it db bash #此时是ping 不通的

#将web加入自定义的网络
$ docker network connect my-bridge-network web

docker exec -it db bash 　　#然后在去交互模式ping web，就可以通信了

容器互联-linking系统 

docker有一个linking 系统可以连接多个容器。它会创建一对父子关系，父容器可以看到所选择的 子容器的信息。

注意：
容器的名 称 是 唯 一的。如果 你 命名了一个 叫 web的容器，当 你 要 再次 使用 web这个名 称 的 时候 ， 你 需要用 docker rm来 删 除之前创建的容器，也可以 再 执行 docker run的 时候 加--rm标记来 停止旧 的容器， 并删 除， rm 和 -d 参 数是 不兼 容的。

使用--name标记可以为容器命名

$ sudo docker run -d -P --name web training/webapp python app.py

使用docker ps -l 来验证我们设定的命名

$ sudo docker ps -l

links可以让容器之间安全的交互，使用--link标记。

#先创建一个新的数据库容器，
$ sudo docker run -d --name db training/postgres


#创建一个新的web容器，并将它link到db容器 
$ docker run -d -P --name web --link db:db training/webapp python app.py

# --link标记的格式：--link name:alias，name是我们要链接的容器的名称，alias是这个链接的别名（会在新建的容器中/etc/hosts添加一条记录 ip db 此处的db为指定的alias别名）

使用docker ps来查看容器的链接

 可以看到命名的容器，db和web，db容器的names列有db也有web/db。这表示web容 器链接到db容器，他们是一个父子关系。在这个link中，2个容器中有一对父子关系。docker在2个 容器之间创建了一个安全的连接，而且不用映射他们的端口到宿主主机上。在启动db容器的时候也不 用-p和-P标记。使用link之后我们就可以不用暴露数据库端口到网络上。

docker 通过2种方式为父子关系的容器公开连接信息：

• 环境变量
• 更新/etc/hosts文件

#使用env命令来查看容器的环境变量 
$ sudo docker run --rm --name web2 --link db:db training/webapp env

#除了环境变量，docker还添加host信息到父容器的/etc/hosts的文件。下面是父容器web的hosts文件 
$ sudo docker run -t -i --rm --link db:db training/webapp /bin/bash 
root@aed84ee21bde:/opt/webapp# cat /etc/hosts

这里有2个hosts，第一个是web容器，web容器用id作为他的主机名，第二个是db容器的ip和主机名

root@aed84ee21bde:/opt/webapp# apt-get install -yqq inetutils-ping 
root@aed84ee21bde:/opt/webapp# ping db 
PING db (172.17.0.5): 48 data bytes 
56 bytes from 172.17.0.5: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.267 ms 
56 bytes from 172.17.0.5: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.250 ms 
56 bytes from 172.17.0.5: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.256 ms 
用ping来ping db容器，它会解析成172.17.0.5

注意：官方的ubuntu镜像默认没有安装ping
注意：你可以链接多个子容器到父容器，比如我们可以链接多个web到db容器上。

docker高级网络配置

快速配置指南

下面是一个跟docker网络相关的命令列表，有些命令选项只有 在docker服务启动的时候才可以执行，而且不能马上生效。

• -b BRIDGE or --bridge=BRIDGE — 　　桥接配置 
• --bip=CIDR — 　　　　　　　　　　　　 定制docker0的掩码 
• -H SOCKET... or --host=SOCKET... — 它告诉docker从哪个通道来接收run container stop container这样的命令，也是docker api的地址

• --icc=true|false　　　　　　　　　　　
• --ip-forward=true|false　　　　　　
• --iptables=true|false　　　　　　　　 
• --mtu=BYTES —　　　　　　　　　　　 
• --dns=IP_ADDRESS... 　　　　　　　　
• --dns-search=DOMAIN... 　　　　　　
• -h HOSTNAME or --hostname=HOSTNAME — 主机名配置 
• --link=CONTAINER_NAME:ALIAS 　　　　— link 系统 
• --net=bridge|none|container:NAME_or_ID|host 　　　　—桥接配置 
• -p SPEC or --publish=SPEC 　　　　　　— 映射容器端口到宿主主机 
• -P or --publish-all=true|false 　　　　— 映射容器端口到宿主主机

配置容器dns服务的方法

• -h HOSTNAME or --hostname=HOSTNAME 设定容器的主机名，它会被写到/etc/hostname，/etc/hosts中的ip地址自动写成分配的ip地址， 在/bin/bash中显示该主机名。但它不会在docker ps中显示，也不会在其他的容器的/etc/hosts中显示。
• --link=CONTAINER_NAME:ALIAS 这选项会在创建容器的时候添加一个其他容器CONTAINE_NAME的主机名到/etc/hosts文件中， 让新容器的进程可以使用主机名ALIAS就可以连接它。
• --dns=IP_ADDRESS 添加dns服务器到容器的/etc/resolv.conf中，让容器用这ip地址来解析所有不在/etc/hosts中的主 机名。 
• --dns-search=DOMAIN 设定容器的搜索域，当设定搜索域为.example.com时，会在搜索一个host主机名时，dns不仅搜索 host，还会搜索host.example.com

注意：如果 没 有上 述最 后 2个 选 项， docker会用主机上的 /etc/resolv.conf来配置容器， 它 是 默 认配置。

创建自己的桥接

#停止旧网桥并删除 
$ sudo service docker stop 
$ sudo ip link set dev docker0 down 
$ sudo brctl delbr docker0

# 创建自己的网桥 
$ sudo brctl addbr bridge0 
$ sudo ip addr add 192.168.5.1/24 dev bridge0 
$ sudo ip link set dev bridge0 up 
# 确认网桥启动 
$ ip addr show bridge0

# 告诉docker桥接设置，并启动docker服务（在ubuntu上） 
$ echo 'DOCKER_OPTS="-b=bridge0"' >> /etc/default/docker 
$ sudo service docker start

docker服务启动成功并绑定容器到新的网桥，建一个容器，你会看到它的ip是我们的设置的新ip 段，docker会自动检测到它。

用brctl show可以看到容器启动或则停止后网桥的配置变化，在容器中使 用ip a 和ip r 来查看ip地址配置和路由信息

创建一个点到点连接（network namespace）

#创建一个名为nestest的 network namespace
ip netns add netest

#列出系统中存在的network namespace
ip netns list

#删除一个network namespace
ip netns delete nstest

#在network namespace中执行一条命令
ip netns exec <network namespace name > command

如：
ip netns exec <network namespace name > ip addr

#在network namespace中启动一个bash
ip netns exec <network namespace name > /bin/bash

默认docker会将所有容器连接到由docker0提供的虚拟子网，你也可以使用自己创建的网桥。但如 果你想要2个特殊的容器之间可以直连通信，而不用去配置复杂的主机网卡桥接。
解决办法很简单：创建一对接口，把2个容器放到这对接口中，配置成点到点链路类型。这2个容 器就可以直接通信了。配置如下：

# 在2个终端中启动2个容器 
$ sudo docker run -i -t --rm --net=none base /bin/bash 
root@1f1f4c1f931a:/#
$ sudo docker run -i -t --rm --net=none base /bin/bash 
root@12e343489d2f:/#


#找到他们的process IDs ，然后创建他们的 namespace entries
$ sudo docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 1f1f4c1f931a 
2989 
$ sudo docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 12e343489d2f 
3004 
$ sudo mkdir -p /var/run/netns 
$ sudo ln -s /proc/2989/ns/net /var/run/netns/2989 
$ sudo ln -s /proc/3004/ns/net /var/run/netns/3004
# 创建”peer“接口，然后配置路由

#在主机上创建虚拟网卡
$ sudo ip link add A type veth peer name B

$ sudo ip link set A netns 2989 　　　　　　　　　　#2989为一个network namespace ，此处是将网卡放到network namespace中的命令
$ sudo ip netns exec 2989 ip addr add 10.1.1.1/32 dev A 
$ sudo ip netns exec 2989 ip link set A up 　　　　　　#启动网卡
$ sudo ip netns exec 2989 ip route add 10.1.1.2/32 dev A　　　　#分配ip

$ sudo ip link set B netns 3004 
$ sudo ip netns exec 3004 ip addr add 10.1.1.2/32 dev B 
$ sudo ip netns exec 3004 ip link set B up 
$ sudo ip netns exec 3004 ip route add 10.1.1.1/32 dev B

现在这2个容器就可以相互ping通，并成功建立连接。点到点链路不需要子网和子网掩码，使用ip route 来连接单个ip地址到指定的网络接口。

如果 没 有 特 殊 需要 你不 需要指定 --net=none来创建点到点 链路 。 还有一个办法就是创建一个只跟主机通信的容器，除非有特殊需求，你可以仅用--icc=false来限制 主机间的通信。