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。
1
2
3
|
$ 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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
|
# 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" } } |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
|
$ 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
1
|
-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。
1
|
$ 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:
1
|
-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