【Docker】(11)---Docker的网络概念

一、实现原理

1、实现原理

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网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法通过直接Container-IP访问到容器。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IP]:[容器端口]访问容器。

二、四种网络模式

安装Docker时，它会自动创建三个网络，bridge（创建容器默认连接到此网络）、 none 、host

安装好docker，我们可以通过命令来查看当前的网络模式

[root@izbp13196 ~]# docker network ls

NETWORK ID          NAME                         DRIVER              SCOPE

a6fb564d8107        bridge                       bridge              local

8f63ceca4d5a        host                         host                local

de62f8161011        none                         null                local

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可以有以下4种网络模式：

host模式：使用 --net=host 指定。

none模式：使用 --net=none 指定。

bridge模式：使用 --net=bridge 指定，默认设置。

container模式：使用 --net=container:NAME_or_ID 指定。

下面分别介绍一下Docker的各个网络模式。

1、Host模式

如果启动容器时候使用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NetworkNamespace。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，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。

2、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。

3、none模式

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。

4、bridge模式

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。容器启动时，Docker会创建一对veth pair

(虚拟网络接口)设备，veth设备的特点是成对存在，从一端进入的数据会同时出现在另一端。Docker会将一端挂载到docker0网桥上，另一端放入容器的Network Namespace

内，从而实现容器与主机通信的目的。

bridge模式是docker的默认网络模式，不写--net参数，就是bridge模式。使用docker run -p时，docker实际是在iptables做了DNAT规则，实现端口转发功能。

三、学容器必须懂bridge网络

前面有说过 Docker启动的时候会在主机上自动创建一个docker0网桥，实际上是一个Linux网桥，所有容器的启动如果在docker run的时候如果不指定--network，都会挂载

到docker0网桥上。这样容器就可以和主机甚至是其他容器之间通讯了。

具体看下图片

1、新创建容器

如果只是安装了docker，但并没有启动任何docker项目，我们可以看到当前 docker0 上没有任何其他网络设备

[root@izbp1319 ~]# brctl show

bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces

docker0         8000.0242b79eef68       no

这时我们创建一个容器看看有什么变化。

#启动容器

[root@izbp13196 ~]#  docker run -d httpd

#查看容器

[root@izbp13196 ~]# docker ps

 CONTAINER ID        IMAGE                      COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                            NAMES

 ae4959077e70        httpd                      "httpd-foreground"       17 minutes ago      Up 17 minutes       80/tcp                                           loving_ptolemy

再来查看下网络设备

[root@izbp13196wp34obmnd4avdz ~]# brctl show

bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces

docker0         8000.0242b79eef68       no              vethb37e106

一个新的网络接口 vethb37e106 被挂到了 docker0 上，vethb37e106就是新创建容器的虚拟网卡。

2、查看新建容器网络配置

我们进入刚创建的容器内部，查看网络配置。

# ae4959077e70为该容器id

[root@izbp13196 ~]# docker exec -it ae4959077e70 bash

root@ae4959077e70:/usr/local/apache2#

先安装ip命令，因为默认是没有ip命令的，所以我们要先安装这个命令，才能查看当前容器网络地址

#先更新

root@ae4959077e70:/usr/local/apache2# apt-get update

#在安装iproute，如果安装失败那就安装iproute2

root@ae4959077e70:/usr/local/apache2# apt-get install iproute

查看网络

容器有一个网卡 eth0@if1004。大家可能会问了，为什么不是vethb37e106 呢？

实际上 eth0@if1004 和 vethb37e106 是一对 veth pair。veth pair 是一种成对出现的特殊网络设备，可以把它们想象成由一根虚拟网线连接起来的一对网卡，网卡的一头

（eth0@if1004）在容器中，另一头（vethb37e106）挂在网桥 docker0 上，其效果就是将 eth0@if1004 也挂在了 docker0 上。

3、查看宿主机

[root@izbp13196wp34obmnd4avdz ~]# ip a

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1

    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

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000

    link/ether 00:16:3e:14:50:2d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet 172.16.255.238/20 brd 172.16.255.255 scope global eth0

       valid_lft forever preferred_lft forever

3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP

    link/ether 02:42:b7:9e:ef:68 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet 172.17.0.1/16 scope global docker0

       valid_lft forever preferred_lft forever

1004: vethb37e106@if1003: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP

    link/ether d6:b4:d1:b6:ee:f0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 11

把上面整理成一份图大致就是下面这样的

四、容器之间的通信

1、容器内部能否ping通外部？

# 测试  运行一个tomcat

$ docker run -d --name tomcat01 tomcat

# 查看主机网络地址

$ ip addr

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

551: vethbfc37e3@if550: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default

    link/ether 1a:81:06:13:ec:a1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0

    inet6 fe80::1881:6ff:fe13:eca1/64 scope link

       valid_lft forever preferred_lft forever

# 进入容器内部，查看网络地址

$ docker exec -it 容器id

$ ip addr

# 查看容器内部网络地址 发现容器启动的时候会得到一个 eth0@if551 ip地址，docker分配！

550: eth0@if551: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default

    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0

       valid_lft forever preferred_lft forever

# 思考？ linux能不能ping通容器内部！ 可以 容器内部可以ping通外界吗？ 可以！

$ ping 172.17.0.2

PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.069 ms

64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.074 ms

原因：我们每启动一个docker容器，docker就会给docker容器分配一个ip，我们只要按照了docker，就会有一个docker0桥接模式，使用的技术是veth-pair技术！

2、容器之间能否ping通

# 启动tomcat01 查看ip地址为172.17.0.2

$ docker-tomcat docker exec -it tomcat01 ip addr  #获取tomcat01的ip 172.17.0.2

550: eth0@if551: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default

    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0

    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0

       valid_lft forever preferred_lft forever

#启动tomcat02 看能否ping通172.17.0.2

$ docker-tomcat docker exec -it tomcat02 ping 172.17.0.2

PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.098 ms

64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.071 ms

# 可以ping通

思考

虽然所我们通过tomcat02，能够ping通tomcat1，但这里不是直接ping通过的，而是通过路由器，也就是docker0，来进行桥接的。

参考

1、《每天5分钟玩转 Docker 容器技术》书籍

2、docker 进阶

3、Docker网络详解——原理篇

3、Docker的网络概念与网络模式