1. Docker 基本网络模型

Docker 有 4 种基本的网络模型:

  1. bridge 桥接模式
  2. host 网络模式
  3. container 联盟模式
  4. none 模式

Docker daemon 在启动时会创建一个虚拟网桥 docker0 默认地址为 172.17.0.1/16 ,容器启动后会被桥接到 docker0 上,并自动分配到一个 IP 地址。

Docker 在启动容器时,默认采用的是 bridge 桥接模式,可以通过 -net 进行指定。

以下是 Docker 网络初始化过程:

1.1 bridge 桥接网络模型

Bridge 桥接模式的实现逻辑如下:

Bridge 桥接模式的实现步骤主要如下:

  1. Docker Daemon 利用 veth pair 技术,在宿主机上创建两个虚拟网络接口设备 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。
  2. 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
  3. Docker Daemon 将 veth1 添加到 Docker Container 所属的 namespace 下,并被改名为 eth0

优势:

  保证宿主机的网络报文若发往 veth0,则立即会被 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。

劣势:

  该模式下 Docker Container 不具有一个公有 IP,即和宿主机的 eth0 不处于同一个网段。导致的结果是宿主机以外的世界不能直接和容器进行通信。虽然 NAT 模式经过中间处理实现了这一点,但是 NAT 模式仍然存在问题与不便,如:容器均需要在宿主机上竞争端口,容器内部服务的访问者需要使用服务发现获知服务的外部端口等。另外,NAT 模式由于是在三层网络上的实现手段,故肯定会影响网络的传输效率。

查看 docker0 网桥信息:

创建一个容器

再次查看 桥接设备

网络逻辑分析:

1.2 Host 网络模式

Host 网络模型实现逻辑如下:

优势:

  host 模式是 bridge 桥接模式很好的补充。采用 host 模式的 docker container,可以直接使用宿主机的 IP 地址和外界通信,若宿主机的 eth0 是一个公网IP ,那么容器也拥有这个公网 IP
同时容器内服务的端口也可以使用宿主机的端口,无需额外进行 NAT 转换。

劣势:

  使用 host 模式的 docker container 虽然可以让容器内部的服务和传统情况无差别、无改造的使用,但是由于网络隔离性的弱化,该容器会与宿主机共享竞争网络栈的使用;
容器内部将不再拥有所有的端口资源,原因是部分端口资源已经被宿主机本身的服务占用,还有部分端口已经用以 bridge 网络模式容器的端口映射。

要创建 host 模式的容器,使用 --net host 指定:

可以看到,创建后的容器和宿主机共享网络资源。

1.3 Container 网络模式

Container 网络模型实现逻辑如下:

  1. 查找其他 容器的网络 namespace;
  2. 将新创建的 docker container 的 namespace,使用其他容器的 namespace

说白了,就是两个容器共享网络等资源。

优势:

  可以用来更好的服务用于容器间通信,可以通过 localhost 来访问其他容器,传输效率高。虽然多个容器共享网络环境,但是多个容器形成的整体依然与宿主机以及其他容器形成网络隔离。

劣势:

  并没有改善容器与宿主机以外世界通信的情况。

要创建 Container 模式的容器,使用 --net container:mv1 指定:

在 Container 网络模式中,两个容器是共享网络资源。

1.4 None 网络模式

None 网络模型实现逻辑如下:

网络环境为 none,即不为容器提供任何的网络环境。一旦容器采用了none 网络模式,那么容器内部就只能使用 loopback 网络设备,不会再有其他的网络资源。

要创建 none 模式的容器,使用 --net none 指定:

在 none 网络环境中,只有本地回环地址。

2. 容器其他网络配置项

2.1 Docker 守护进程的两种方式

docker 守护进程默认以 socket 方式,/var/run/docker.sock, 也可开启 ip:port 方式。

Docker 版本信息

编辑 /etc/docker/daemon.json 文件添加:

[root@192.168.118.14 ~]#vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com","http://hub-mirror.c.163.com"],
"hosts": ["tcp://192.168.118.14:2375", "unix:///var/run/docker.sock"] # 添加监听端口和 sock 监听
}
[root@192.168.118.14 ~]#systemctl restart docker
[root@192.168.118.14 ~]#netstat -ntplu | egrep docker
tcp 0 0 192.168.118.14:2375 0.0.0.0:* LISTEN 17309/dockerd

客户端通过 ip:port 方式访问:

2.2 修改 docker0 默认网桥地址

在docker守护进程启动后,docker0的模式地址:172.17.0.1/16

可以通过在 /etc/docker/daemon.json 中修改默认地址:

[root@192.168.118.14 ~]#ip addr show docker0
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
link/ether 02:42:df:37:b9:38 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
inet6 fe80::42:dfff:fe37:b938/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever [root@192.168.118.14 ~]#vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com","http://hub-mirror.c.163.com"],
"hosts": ["tcp://192.168.118.14:2375", "unix:///var/run/docker.sock"],
"bip": "10.0.10.1/24" # 设置 docker0 网络ip
} # 修改完毕重启 docker 服务生效 [root@192.168.118.14 ~]#systemctl restart docker
[root@192.168.118.14 ~]#ip addr show docker0
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
link/ether 02:42:df:37:b9:38 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.10.1/24 brd 10.0.10.255 scope global docker0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:dfff:fe37:b938/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

2.3 Docker 端口映射

docker run [-P|-p]

-P: 将为容器暴露的所有端口进行映射:docker run -P nginx
-p: 指定映射容器的端口:docker run -p 80 nginx

访问宿主机的映射端口:

docker run --name ngx_1 --rm -P -d nginx:alpine   --> 宿主机的端口将是随机映射

docker run --name ngx_1 --rm -p 8080:80 -d nginx:alpine --> 11对应的映射,将容器的80端口映射到宿主机的 8080 端口
可以绑定IP地址:
docker run --name ngx_1 --rm -p 192.168.118.14:8080:80 -d nginx:alpine

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