Overview

目前围绕着docker的网络,目前有两种比较主流的声音,docker主导的Container network model(CNM)和社区主导的Container network interface(CNI)。本文就针对两者模型进行分别介绍。

Container Networking Interface

概述

Container Networking Interface(CNI)提供了一种linux的应用容器的插件化网络解决方案。最初是由rkt Networking Proposal发展而来。也就是说,CNI本身并不完全针对docker的容器,而是提供一种普适的容器网络解决方案。因此他的模型只涉及两个概念:

  • 容器(container) : 容器是拥有独立linux网络命名空间的独立单元。比如rkt/docker创建出来的容器。

这里很关键的是容器需要拥有自己的linux网络命名空间。这也是加入网络的必要条件。

  • 网络(network): 网络指代了可以相互联系的一组实体。这些实体拥有各自独立唯一的ip。这些实体可以是容器,是物理机,或者其他网络设备(比如路由器)等。

接口及实现

CNI的接口设计的非常简洁,只有两个接口ADD/DELETE。

以 ADD接口为例

Add container to network

参数主要包括:

  • Version. CNI版本号
  • Container ID. 这是一个可选的参数,提供容器的id
  • Network namespace path. 容器的命名空间的路径,比如 /proc/[pid]/ns/net。
  • Network configuration. 这是一个json的文档,具体可以参看network-configuration
  • Extra arguments. 其他参数
  • Name of the interface inside the container. 容器内的网卡名

返回值:

  • IPs assigned to the interface. ipv4或者ipv6地址
  • DNS information. DNS相关信息

调用实现

CNI的调用方式是通过一个可执行文件进行的。这里以calico为例,说明CNI插件的调用方式。

首先,calico进行插件注册

mkdir -p /etc/cni/net.d
$ cat >/etc/cni/net.d/10-calico.conf <<EOF
{
"name": "calico-k8s-network",
"type": "calico",
"etcd_authority": "<ETCD_IP>:<ETCD_PORT>",
"log_level": "info",
"ipam": {
"type": "calico-ipam"
},
"policy": {
"type": "k8s"
}
}
EOF

k8s的DefaultCNIDir/opt/cni/bin。因为注册的typecalico,所以k8s会从/opt/cni/bin中搜索一个calico的可执行文件,然后进行执行。

执行的时候传递参数有两种方式,一种是通过环境变量进行传递,比如上文中的VersionContainer ID等;另外一种是通过执行calico作为执行的参数传进去,这个主要就是Network configuration的部分,通过json将其打包传入。

同样判断是否执行成功,是通过执行文件的返回值获取的。0为成功,1为版本版本不匹配,2为存在不符合的字段。如果执行成功,返回值将通过stdout返回。

Container Network Model

概述

相较于CNI,CNM是docker公司力推的网络模型。其主要模型如下图:

Sandbox

Sandbox包含了一个容器的网络栈。包括了管理容器的网卡,路由表以及DNS设置。一种Sandbox的实现是通过linux的网络命名空间,一个FreeBSD Jail 或者其他类似的概念。一个Sandbox可以包含多个endpoints。

Endpoint

一个endpoint将Sandbox连接到network上。一个endpoint的实现可以通过veth pair,Open vSwitch internal port 或者其他的方式。一个endpoint只能属于一个network,也只能属于一个sandbox。

Network

一个network是一组可以相互通信的endpoints组成。一个network的实现可以是linux bridge,vlan或者其他方式。一个网络中可以包含很多个endpoints。

接口

CNM的接口相较于CNI模型,较为复杂。其提供了remote plugin的方式,进行插件化开发。remote plugin相较与CNI的命令行,更加友好一些,是通过http请求进行的。remote plugin监听一个指定的端口,docker daemon直接通过这个端口与remote plugin进行交互。

鉴于CNM的接口较多,这里就不一一展开解释了。这里主要介绍下在进行docker的操作中,docker daemon是如何同CNM插件繁盛交互。

调用过程

Create Network

这一系列调用发生在使用docker network create的过程中。

  1. /IpamDriver.RequestPool: 创建subnetpool用于分配IP
  2. /IpamDriver.RequestAddress: 为gateway获取IP
  3. /NetworkDriver.CreateNetwork: 创建neutron network和subnet

Create Container

这一系列调用发生在使用docker run,创建一个contain的过程中。当然,也可以通过docker network connect触发。

  1. /IpamDriver.RequestAddress: 为容器获取IP
  2. /NetworkDriver.CreateEndpoint: 创建neutron port
  3. /NetworkDriver.Join: 为容器和port绑定
  4. /NetworkDriver.ProgramExternalConnectivity:
  5. /NetworkDriver.EndpointOperInfo

Delete Container

这一系列调用发生在使用docker delete,删除一个contain的过程中。当然,也可以通过docker network disconnect触发。

  1. /NetworkDriver.RevokeExternalConnectivity
  2. /NetworkDriver.Leave: 容器和port解绑
  3. /NetworkDriver.DeleteEndpoint
  4. /IpamDriver.ReleaseAddress: 删除port并释放IP

Delete Network

这一系列调用发生在使用docker network delete的过程中。

  1. /NetworkDriver.DeleteNetwork: 删除network
  2. /IpamDriver.ReleaseAddress: 释放gateway的IP
  3. /IpamDriver.ReleasePool: 删除subnetpool

CNI与CNM的转化

CNI和CNM并非是完全不可调和的两个模型。二者可以进行转化。比如calico项目就是直接支持两种接口模型。

从模型中来看,CNI中的container应与CNM的sandbox概念一致,CNI中的network与CNM中的network一致。在CNI中,CNM中的endpoint被隐含在了ADD/DELETE的操作中。CNI接口更加简洁,把更多的工作托管给了容器的管理者和网络的管理者。从这个角度来说,CNI的ADD/DELETE接口其实只是实现了docker network connectdocker network disconnect两个命令。

kubernetes/contrib项目提供了一种从CNI向CNM转化的过程。其中原理很简单,就是直接通过shell脚本执行了docker network connectdocker network disconnect命令,来实现从CNI到CNM的转化。

docker的网络-Container network interface(CNI)与Container network model(CNM)的更多相关文章

  1. 【转】理解Docker容器网络之Linux Network Namespace

    原文:理解Docker容器网络之Linux Network Namespace 由于2016年年中调换工作的原因,对容器网络的研究中断过一段时间.随着当前项目对Kubernetes应用的深入,我感觉之 ...

  2. Kubernetes & Docker 容器网络终极之战(十四)

    目录 一.单主机 Docker 网络通信 1.1.host 模式 1.2 Bridge 模式 1.3 Container 模式 1.4.None 模式 二.跨主机 Docker 网络通信分类 2.1 ...

  3. docker 容器网络基础

    ======================== docker缺省自带的网络 ======================== host 网络, This enables a container to ...

  4. 5、Docker容器网络

    使用Linux进行IP层网络管理的指     http://linux-ip.net/html/ # yum install iproute http://linux-ip.net/html/tool ...

  5. 单一docker主机网络

    一. 容器网络模型: Docker定义了一个非常简单的网络模型,叫做container network model(CNM).如下图所示:

  6. Docker容器网络篇

    Docker容器网络篇 作者:尹正杰 版权声明:原创作品,谢绝转载!否则将追究法律责任. 一.Docker的网络模型概述 如上图所示,Docker有四种网络模型: 封闭式网络(Closed conta ...

  7. Docker容器网络-实现篇

    通常,Linux容器的网络是被隔离在它自己的Network Namespace中,其中就包括:网卡(Network Interface).回环设备(Loopback Device).路由表(Routi ...

  8. Docker(四):Docker基本网络配置

    1.Libnetwork Libnetwork提出了新的容器网络模型简称为CNM,定义了标准的API用于为容器配置网络. CNM三个重要概念: 沙盒:一个隔离的网络运行环境,保存了容器网络栈的配置,包 ...

  9. docker容器网络

    1.我们在使用docker run创建Docker容器时,可以用--net选项指定容器的网络模式,Docker有以下4种网络模式: · host模式,使用--net=host指定 · containe ...

随机推荐

  1. C# 根据年、月、周、星期获得日期等

    原文:C# 根据年.月.周.星期获得日期等 /// 取得某月的第一天 /// </summary> /// <param name="datetime">要 ...

  2. CSS学习笔记:利用border绘制三角形

    在前端的笔试.面试过程中,经常会出现一些不规则图形的CSS设置,基本上多是矩形外加一个三角形.利用CSS属性可以实现三角形的生成,主要利用上下左右的边距的折叠. 1.第一种图形: .box { wid ...

  3. C# 在本地创建文件夹及子文件夹

    string dict = @"d:\估价报告\"; if (!Directory.Exists(dict)) { Directory.CreateDirectory(dict); ...

  4. flex 用footerdatagrid做列的汇总合计

    之前用flex+c#做的一个项目中,有涉及到列的汇总计算.可以用到的方法很多,这里列举了一种,在前台flash中用footerdatagrid结合labelfunction的用法即可实现.当然,下面的 ...

  5. [译]Java 设计模式之原型

    (文章翻译自Java Design Pattern: Prototype) 原型模式用于当当非常相似的对象频繁被需要的时候.原型模式克隆了对象并且设置变化的特征.这种方式会消耗更少的资源.考虑下为什么 ...

  6. Object.prototype.toString &amp; typeof

    Object.prototype.toString & typeof Object.prototype.toString 获取某个对象属于哪种内置类型 typeof  得到某个对象的类型 差别 ...

  7. javascript 日期对象(date)详解

    Date 对象 Date 对象用于处理日期和时间. 创建 Date 对象的语法: var myDate=new Date(); 注释:Date 对象会自动把当前日期和时间保存为其初始值. 1.date ...

  8. .NET 类库研究

    .NET 类库研究必备参考 添加微软企业库源码 前不久,为大家提供了一个.NET 类库参考源码的网站,扣丁格鲁(谐音“coding guru”),使用了段时间,发现一些不方便的地方,特意做了一些更改, ...

  9. 协作图(通信图)collaboration diagram

    协作图(通信图)collaboration diagram 系列文章 [UML]UML系列——用例图Use Case [UML]UML系列——用例图中的各种关系(include.extend) [UM ...

  10. 字符串拼接 strcat ;数组和指针的区别

    问题:字符串拼接 strcat 方法1: 开辟新空间,存放结果: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <str ...