Docker容器网络

Docker容器网络

Docker容器网络介绍

Docker在安装后自动提供3种网络，可以使用docker network ls命令查看

[root@localhost ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
1589f1749fc8   bridge    bridge    local
ed75b8665acd   host      host      local
6906ded84590   none      null      local

Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默认网关。因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的Container-IP直接通信。

Docker的4种网络模式

网络模式	配置	说明
host	--network host	容器和宿主机共享Network namespace
container	--network container:NAME_OR_ID	容器和另外一个容器共享Network namespace
none	--network none	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
bridge	--network bridge	默认模式

bridge模式(与本机的docker0桥接）

当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。

bridge模式是docker的默认网络模式，不写--network参数，就是bridge模式。

bridge模式如下图所示：

演示如下：

//本机的容器网桥是172.17.0.1
[root@localhost ~]# ip a
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
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:0b:34:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.110.20/24 brd 192.168.110.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe0b:3402/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:ee:28:39:8e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
47: veth26c26d7@if46: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
    link/ether 66:f5:ab:e6:db:52 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 1
    inet6 fe80::64f5:abff:fee6:db52/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

#使用交互模式进入到busybox容器，默认是bridge模式
//容器buybox的IP地址是172.17.0.2
[root@localhost ~]# docker run -it --rm busybox 
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue 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
48: eth0@if49: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue 
    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
       
 //容器leidazhuang的IP地址是172.17.0.3
[root@localhost ~]# docker run -it --rm leidazhuang/web:v0.2
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue 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
46: eth0@if47: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue 
    link/ether 02:42:ac:11:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.3/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever

//测试是否可以互相ping通
#在容器一中ping容器二的IP
/ # ping 172.17.0.3
PING 172.17.0.3 (172.17.0.3): 56 data bytes
64 bytes from 172.17.0.3: seq=0 ttl=64 time=0.093 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=1 ttl=64 time=0.070 ms
^C
--- 172.17.0.3 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.070/0.081/0.093 ms
/ # ping 172.17.0.3
PING 172.17.0.3 (172.17.0.3): 56 data bytes
64 bytes from 172.17.0.3: seq=0 ttl=64 time=0.073 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=1 ttl=64 time=0.148 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=2 ttl=64 time=0.074 ms
^C
--- 172.17.0.3 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.073/0.098/0.148 ms

#在容器二中ping容器一的IP
/ # ping 172.17.0.2
PING 172.17.0.2 (172.17.0.2): 56 data bytes
64 bytes from 172.17.0.2: seq=0 ttl=64 time=0.085 ms
64 bytes from 172.17.0.2: seq=1 ttl=64 time=0.140 ms
^C
--- 172.17.0.2 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.085/0.112/0.140 ms

如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主主机（端口映射），即docker run创建容器时候通过 -p 或 -P 参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机端口]:[容器端口]访问容器。

host模式(与本机的网卡ens160桥接)

如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace，而是和宿主机共用一个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模式如下图所示：

演示如下：

[root@localhost ~]# docker run -it --rm --network host busybox
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue 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
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:0b:34:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.110.20/24 brd 192.168.110.255 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe0b:3402/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue 
    link/ether 02:42:ee:28:39:8e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
47: veth26c26d7@if46: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 
    link/ether 66:f5:ab:e6:db:52 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::64f5:abff:fee6:db52/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

container模式

这个模式指定新创建的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模式如下图所示：

演示如下：

//用busybox镜像启动一个容器
[root@localhost ~]# docker run -it --rm busybox
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue 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
52: eth0@if53: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue 
    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
/ #

#打开一个新终端
//使用container共用一个ip
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED              STATUS              PORTS     NAMES
5ecc4b2e8129   busybox   "sh"      About a minute ago   Up About a minute             exciting_herschel
[root@localhost ~]# docker run -it --rm --network container:5ecc4b2e8129 busybox
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue 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
52: eth0@if53: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue 
    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
/ # 
#ip一样了，说明成功

none模式（没有IP地址）

使用none模式，Docker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。none模式可以在容器创建时通过--network none来指定。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。

应用场景：

• 启动一个容器处理数据，比如转换数据格式
• 一些后台的计算和处理任务

none模式如下图所示：

//没有ID地址信息
[root@localhost ~]# docker run -it --rm --network none busybox
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue 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
/ #