一文搞懂Docker的网络模式

　　一 前言
　　根据上篇知识了解到，通过设置不同的网络空间来达到网络协议栈的完全隔离，对于不同空间的协议栈是完全隔离，每个网络空间都可以有自己的iptables来进行单独的转发过滤等，不同的网络空间默认无法进行网络通信的，但是通过veth可以把两个不同的网络空间打通达到通讯的目的，前一篇文章也进行了相关的说明。 二 Docker的网络模式2.1 桥接模式
　　Docker的默认使用的是linux的桥接模式，有个docker0的虚拟桥，docker 每启动一个容器就给这个容器分配一个container ip，同时设置了docker0 桥作为默认的网关，默认情况下容器的网络都通过veth的技术来接到docker0这个虚拟桥上来达到通讯的目的。 docker run  -d  --name nginx02 -P   nginx docker run  -d  --name nginx03 -P   nginx
　　启动两个nginx镜像，用docker ps看下是否存在： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker ps CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                     NAMES bd64ce2fdfd2   nginx     ＂/docker-entrypoint.…＂   4 minutes ago   Up 4 minutes   0.0.0.0:49154->80/tcp, :::49154->80/tcp   nginx03 687427d720b1   nginx     ＂/docker-entrypoint.…＂   5 minutes ago   Up 5 minutes   0.0.0.0:49153->80/tcp, :::49153->80/tcp   nginx02
　　我们知道veth都是成对出现的，我们来验证下，是否有两个veth，且一端应该是配置了ip的即container-ip，另一端可以理解为插在虚拟网桥上的。
　　由于nginx的容器默认是没有带ip命令的，需要安装下： docker exec -it nginx02 /bin/bash apt-get update apt-get install iproute2
　　用命令看下容器内的网卡情况： root@ubuntu-lab:~# docker exec -it nginx03 ip addr 1: lo:  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 29: eth0@if30:  mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default      link/ether 02:42:ac:11:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0     inet 172.17.0.3/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0        valid_lft forever preferred_lft forever root@ubuntu-lab:~# docker exec -it nginx02 ip addr 1: lo:  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 27: eth0@if28:  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 root@ubuntu-lab:~#
　　清楚地看到配置的地址分别为： 172.17.0.2 和172.17.0.3  注意看下网卡名都是含有@符号的，这个是veth的标识，eth0是其中的一端，这个配置了上面的地址，另一端是if30和if28，这个需要到宿主机器上查看：# ip addr show 28: vethd7194ee@if27:  mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default      link/ether 66:c6:93:2e:6b:7d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0     inet6 fe80::64c6:93ff:fe2e:6b7d/64 scope link         valid_lft forever preferred_lft forever 30: veth8236973@if29:  mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default      link/ether be:9d:3d:ca:38:53 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 3     inet6 fe80::bc9d:3dff:feca:3853/64 scope link         valid_lft forever preferred_lft forever
　　看到了28序号的30序号的网卡，刚好对应容器内的27和29两个序号的网卡。
　　那我们再来看下网桥情况： root@ubuntu-lab:~# brctl show bridge name bridge id  STP enabled interfaces docker0  8000.0242726f7fa2 no veth8236973                  vethd7194ee
　　看到了吧，网桥上插着veth的一端，画出图形如下：
　　docker 桥接模式
　　注意到这里面和上一篇桥接模式的区别为没有看到单独的网络空间（实际上应该有，不然怎么做网络隔离那，通过下面的命令没看到）： root@ubuntu-lab:~# ip netns list
　　但是两者网络是互通的，测试： root@ubuntu-lab:~# docker exec -it nginx02 ping 172.17.0.3 PING 172.17.0.3 (172.17.0.3): 56 data bytes 64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.224 ms 64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.108 ms ^C--- 172.17.0.3 ping statistics --- 2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss round-trip min/avg/max/stddev = 0.108/0.166/0.224/0.058 ms
　　顺便说下，我们启动nginx的时候，通过-P指定了随机端口和80端口的映射，这个是通过nat来实现的，测试如下图： root@ubuntu-lab:~# iptables -t nat -vnL
　　桥接模式缺点，虽然我们可以互通，但是不能通过容器的名称ping通，有一定局限性。 3.2 host模式
　　host模式比较简单，如果容器以host模式启动，容器不会获得独立的Network namespace，和宿主主机共享Network namespace，不能配置ip，也不会虚拟出网卡。 它启动的端口也会占用主机的端口，外部访问直接通过宿主机器的ip进行访问即可。 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker run -d  --name nginx01    --network host nginx  root@ubuntu-lab:/home/miao# docker ps CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED             STATUS          PORTS     NAMES 0ebd1b751f50   nginx     ＂/docker-entrypoint.…＂   About an hour ago   Up 36 seconds             nginx01  root@ubuntu-lab:/home/miao# netstat -antp|grep 80 tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      79104/nginx: master  tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      79104/nginx: master
　　外部访问测试：
　　3.3 none模式
　　这个模式下没有网络，端口也不能通过-p来映射出来，没办法联网，监听只能在lo上，也就是只能本机访问，容器更安全，不过也只能测试玩玩。 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker run --name mynginx --network none -d nginx 99a861a124099946d6f8802f09871b6cc9881d5c10161c084997bd4847e872a7 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker ps CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS     NAMES 99a861a12409   nginx     ＂/docker-entrypoint.…＂   3 seconds ago   Up 2 seconds             mynginx  三 其他3.1 容器名是否可以ping通
　　如果我们想通过容器名ping通，那么我们就可以通过容器名做连接，即实现： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx02 ping nginx03 ping: unknown host
　　最简单地采用link方式： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker run -d -P --name nginx02 --link nginx03 nginx #安装ping工具 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx02 root@3748ab1cb1e0:/# apt-get install -y iputils-ping root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx02 ping nginx03 PING nginx03 (172.17.0.3) 56(84) bytes of data. 64 bytes from nginx03 (172.17.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.106 ms 64 bytes from nginx03 (172.17.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.087 ms ^C
　　ok，就这样简单地通了，那么反过来那： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx03 ping nginx02 OCI runtime exec failed: exec failed: unable to start container process: exec: ＂ping＂: executable file not found in $PATH: unknown
　　不行，反向不通.其实只是将nginx03的ip和host的映射，配置到了nginx02容器的/etc/hosts里面。 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx02 cat /etc/hosts 127.0.0.1 localhost ::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback fe00::0 ip6-localnet ff00::0 ip6-mcastprefix ff02::1 ip6-allnodes ff02::2 ip6-allrouters 172.17.0.3 nginx03 bd64ce2fdfd2 172.17.0.2 3748ab1cb1e0  3.2 docker的自定义网络
　　我们原来使用docker0作为虚拟网桥进行容器的连接，但是有docker0有限制，比如不能通过容器名直接访问。
　　确保网络环境干净 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker network ls NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE d8f1fa7ccbd3   bridge    bridge    local 1bd98c27e839   host      host      local 84542ce461aa   none      null      local
　　创建自定义网络 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker network create --driver bridge --subnet 192.168.3.0/24 --gateway 192.168.3.1 mynet db74fc9a41e40002755989da5d83d59cca1dfb490f6c26a9f85026617d2d25cc root@ubuntu-lab:/home/miao# docker network ls NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE ... 48ee4153016f   mynet     bridge    local ...
　　启动两个新的容器，网络设置成我们新建的网络： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker run -d -P --name nginx-net-01 --net mynet nginx c44262be7824f4649f96b0df83ac44460f7c49c135577ee832af2a93f0cf81e3 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker run -d -P --name nginx-net-02 --net mynet nginx c488ece52f691fd228916df2046fa17efd971ad81299d46f358be6c372593095 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker ps CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS         PORTS                                     NAMES c488ece52f69   nginx     ＂/docker-entrypoint.…＂   3 seconds ago    Up 3 seconds   0.0.0.0:49161->80/tcp, :::49161->80/tcp   nginx-net-02 c44262be7824   nginx     ＂/docker-entrypoint.…＂   10 seconds ago   Up 9 seconds   0.0.0.0:49160->80/tcp, :::49160->80/tcp   nginx-net-01
　　可以看到ip是我们网络内的ip如下： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker inspect nginx-net-02|grep IPAddress             ＂SecondaryIPAddresses＂: null,             ＂IPAddress＂: ＂＂,                     ＂IPAddress＂: ＂192.168.3.3＂, root@ubuntu-lab:/home/miao# docker inspect nginx-net-01|grep IPAddress             ＂SecondaryIPAddresses＂: null,             ＂IPAddress＂: ＂＂,                     ＂IPAddress＂: ＂192.168.3.2＂,
　　测试下： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx-net-02 ping nginx-net-01 PING nginx-net-01 (192.168.3.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from nginx-net-01.mynet (192.168.3.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.215 ms 64 bytes from nginx-net-01.mynet (192.168.3.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.175 ms
　　不用额外配置，自定义网络直接可以ping通，牛了。 3.3 跨网络访问
　　我们把nginx02，nginx03也启动起来，现在的docker的容器的网络情况如下图：
　　如上图，如果我们想通过nginx02访问nginx-net-01怎么办，这个场景也比较常见，比如我们的应用在一个网络环境，数据库在另外一个网络环境（我这么懒应该不会这么部署）。 # 我们把nginx02 连接到mynet网络上去 root@ubuntu-lab:/home/miao# docker network connect mynet nginx02 # 查看执行成功后的变化： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker network inspect mynet         ＂Containers＂: {             ＂3748ab1cb1e07f590dce7283d9e40f2edcc6fa15c1ebfefe4a4d6441e9ec5a25＂: {                 ＂Name＂: ＂nginx02＂,                 ＂EndpointID＂: ＂7f7aea9645f2dee4502122f3bd302aa662b55ec31f972827246b8e381904b42b＂,                 ＂MacAddress＂: ＂02:42:c0:a8:03:04＂,                 ＂IPv4Address＂: ＂192.168.3.4/24＂,                 ＂IPv6Address＂: ＂＂             },             ＂c44262be7824f4649f96b0df83ac44460f7c49c135577ee832af2a93f0cf81e3＂: {                 ＂Name＂: ＂nginx-net-01＂,                 ＂EndpointID＂: ＂b925305ae883ca4d621983bac339f16e87580a37e9e89dfb41c8fbd51b819213＂,                 ＂MacAddress＂: ＂02:42:c0:a8:03:02＂,                 ＂IPv4Address＂: ＂192.168.3.2/24＂,                 ＂IPv6Address＂: ＂＂             },             ＂c488ece52f691fd228916df2046fa17efd971ad81299d46f358be6c372593095＂: {                 ＂Name＂: ＂nginx-net-02＂,                 ＂EndpointID＂: ＂5e1ecdcbbaba78fa050a69780543f82dd90a445e8fcea8170e383b5161ca5dd7＂,                 ＂MacAddress＂: ＂02:42:c0:a8:03:03＂,                 ＂IPv4Address＂: ＂192.168.3.3/24＂,                 ＂IPv6Address＂: ＂＂             }         },
　　原来是把nginx02直接加入到mynet网络，分配一个新的ip: 192.168.3.4 , 相当于这个容器有了两个ip：root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx02 ping nginx-net-01 PING nginx-net-01 (192.168.3.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from nginx-net-01.mynet (192.168.3.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=11.9 ms 64 bytes from nginx-net-01.mynet (192.168.3.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.127 ms ^C --- nginx-net-01 ping statistics --- 2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1003ms rtt min/avg/max/mdev = 0.127/6.003/11.880/5.876 ms root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx02 ping nginx-net-02 PING nginx-net-02 (192.168.3.3) 56(84) bytes of data. 64 bytes from nginx-net-02.mynet (192.168.3.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.184 ms 64 bytes from nginx-net-02.mynet (192.168.3.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.080 m
　　如上，现在ping稳稳的，那么我们来看看nginx02的网卡信息： root@3748ab1cb1e0:/# ip addr 1: lo:  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 47: eth0@if48:  mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default      link/ether 02:42:ac:11:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0     inet 172.17.0.3/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0        valid_lft forever preferred_lft forever 49: eth1@if50:  mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default      link/ether 02:42:c0:a8:03:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0     inet 192.168.3.4/24 brd 192.168.3.255 scope global eth1        valid_lft forever preferred_lft forever
　　原来是新建立veth对，配置ip是mynet里面网段的ip，看看桥里面信息： root@ubuntu-lab:/home/miao# brctl show bridge name bridge id  STP enabled interfaces br-db74fc9a41e4  8000.024238d7721a no  veth28769e3                            veth8adc720                            vetha525bf6
　　这个是通过新建个网桥把三个网卡连接起来了。我理解这相当于通过一个交换机把三者都接起来，只是在nginx02上新增了一块网卡。 看下： root@ubuntu-lab:/home/miao# docker exec -it nginx-net-02 /bin/bash root@c488ece52f69:/# ip addr 1: lo:  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 41: eth0@if42:  mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default      link/ether 02:42:c0:a8:03:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0     inet 192.168.3.3/24 brd 192.168.3.255 scope global eth0        valid_lft forever preferred_lft forever
　　这里面有要注意的地方，mynet网络的主机只有一个ip。其实还有更复杂的场景没测试，我觉得现在这个也够了，下次用到再说。