• 单机多es容器服务部署的网络模式


    3.1 Bridge模式的拓扑

    当Docker server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。接下来就要为容器分配IP了,Docker会从RFC1918所定义的私有IP网段中,选择一个和宿主机不同的IP地址和子网分配给docker0,连接到docker0的容器就从这个子网中选择一个未占用的IP使用。如一般Docker会使用172.17.0.0/16这个网段,并将172.17.0.1/16分配给docker0网桥(在主机上使用ifconfig命令是可以看到docker0的,可以认为它是网桥的管理接口,在宿主机上作为一块虚拟网卡使用)。单机环境下的网络拓扑如下,主机地址为10.10.0.186/24。

    3.2 Docker:网络模式详解

    Docker完成以上网络配置的过程大致是这样的:

    1. 在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备。veth设备总是成对出现的,它们组成了一个数据的通道,数据从一个设备进入,就会从另一个设备出来。因此,veth设备常用来连接两个网络设备。

    2. Docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中,并命名为eth0。另一端放在主机中,以veth65f9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。

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    $ brctl show
    bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
    docker0         8000.02425f21c208       no

    3. 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。

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    # 运行容器;
    $ docker run --name=nginx_bridge --net=bridge -p 80:80 -d nginx       
    9582dbec7981085ab1f159edcc4bf35e2ee8d5a03984d214bce32a30eab4921a
     
    # 查看容器;
    $ docker ps
    CONTAINER ID        IMAGE          COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                NAMES
    9582dbec7981        nginx          "nginx -g 'daemon ..."   3 seconds ago       Up 2 seconds        0.0.0.0:80->80/tcp   nginx_bridge
     
    # 查看容器网络;
    $ docker inspect 9582dbec7981
    "Networks": {
        "bridge": {
            "IPAMConfig"null,
            "Links"null,
            "Aliases"null,
            "NetworkID""9e017f5d4724039f24acc8aec634c8d2af3a9024f67585fce0a0d2b3cb470059",
            "EndpointID""81b94c1b57de26f9c6690942cd78689041d6c27a564e079d7b1f603ecc104b3b",
            "Gateway""172.17.0.1",
            "IPAddress""172.17.0.2",
            "IPPrefixLen": 16,
            "IPv6Gateway""",
            "GlobalIPv6Address""",
            "GlobalIPv6PrefixLen": 0,
            "MacAddress""02:42:ac:11:00:02"
        }
    }
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    $ docker network inspect bridge
    [
        {
            "Name""bridge",
            "Id""9e017f5d4724039f24acc8aec634c8d2af3a9024f67585fce0a0d2b3cb470059",
            "Created""2017-08-09T23:20:28.061678042-04:00",
            "Scope""local",
            "Driver""bridge",
            "EnableIPv6"false,
            "IPAM": {
                "Driver""default",
                "Options"null,
                "Config": [
                    {
                        "Subnet""172.17.0.0/16"
                    }
                ]
            },
            "Internal"false,
            "Attachable"false,
            "Ingress"false,
            "Containers": {
                "9582dbec7981085ab1f159edcc4bf35e2ee8d5a03984d214bce32a30eab4921a": {
                    "Name""nginx_bridge",
                    "EndpointID""81b94c1b57de26f9c6690942cd78689041d6c27a564e079d7b1f603ecc104b3b",
                    "MacAddress""02:42:ac:11:00:02",
                    "IPv4Address""172.17.0.2/16",
                    "IPv6Address"""
                }
            },
            "Options": {
                "com.docker.network.bridge.default_bridge""true",
                "com.docker.network.bridge.enable_icc""true",
                "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade""true",
                "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4""0.0.0.0",
                "com.docker.network.bridge.name""docker0",
                "com.docker.network.driver.mtu""1500"
            },
            "Labels": {}
        }
    ]

    网络拓扑介绍完后,接着介绍一下bridge模式下容器是如何通信的。

    3.3 bridge模式下容器的通信

    在bridge模式下,连在同一网桥上的容器可以相互通信(若出于安全考虑,也可以禁止它们之间通信,方法是在DOCKER_OPTS变量中设置–icc=false,这样只有使用–link才能使两个容器通信)。

    Docker可以开启容器间通信(意味着默认配置--icc=true),也就是说,宿主机上的所有容器可以不受任何限制地相互通信,这可能导致拒绝服务攻击。进一步地,Docker可以通过--ip_forward和--iptables两个选项控制容器间、容器和外部世界的通信。

    容器也可以与外部通信,我们看一下主机上的Iptable规则,可以看到这么一条

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    -A POSTROUTING -s 172.17.0.0/16 ! -o docker0 -j MASQUERADE

    这条规则会将源地址为172.17.0.0/16的包(也就是从Docker容器产生的包),并且不是从docker0网卡发出的,进行源地址转换,转换成主机网卡的地址。这么说可能不太好理解,举一个例子说明一下。假设主机有一块网卡为eth0,IP地址为10.10.101.105/24,网关为10.10.101.254。从主机上一个IP为172.17.0.1/16的容器中ping百度(180.76.3.151)。IP包首先从容器发往自己的默认网关docker0,包到达docker0后,也就到达了主机上。然后会查询主机的路由表,发现包应该从主机的eth0发往主机的网关10.10.105.254/24。接着包会转发给eth0,并从eth0发出去(主机的ip_forward转发应该已经打开)。这时候,上面的Iptable规则就会起作用,对包做SNAT转换,将源地址换为eth0的地址。这样,在外界看来,这个包就是从10.10.101.105上发出来的,Docker容器对外是不可见的。

    那么,外面的机器是如何访问Docker容器的服务呢?我们首先用下面命令创建一个含有web应用的容器,将容器的80端口映射到主机的80端口。

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    $ docker run --name=nginx_bridge --net=bridge -p 80:80 -d nginx

    然后查看Iptable规则的变化,发现多了这样一条规则:

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    -A DOCKER ! -i docker0 -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 172.17.0.2:80

    此条规则就是对主机eth0收到的目的端口为80的tcp流量进行DNAT转换,将流量发往172.17.0.2:80,也就是我们上面创建的Docker容器。所以,外界只需访问10.10.101.105:80就可以访问到容器中的服务。

    除此之外,我们还可以自定义Docker使用的IP地址、DNS等信息,甚至使用自己定义的网桥,但是其工作方式还是一样的。E

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