Docker单机网络下

前言

Docker系列文章:

此篇是Docker系列的第七篇,大家一定要按照我做的Demo都手敲一遍,印象会更加深刻的,加油!

  1. 为什么要学习Docker
  2. Docker基本概念
  3. Docker镜像基本原理
  4. Docker容器数据卷
  5. Dockerfile
  6. Docker单机网络上

Docker网络初探

  1. 后台方式启动一个最新版本的centos镜像;
docker run -d -it --name centosworktest centos:latest
  1. 进入容器内部,查看容器的网络信息,我们可以看到一个eth0的网卡信息,该网卡上挂载的一个Veth-Pair,通过Veth-Pair与内部的网桥通讯;
#查看容器信息
docker ps
#进入容器内部
docker exec -it  ad9342449b86 /bin/bash
#查看网络信息(yum install net-tools)
ifconfig
  1. 使用route -n查看容器内部的路由表信息,可以证实eth0是这个容器默认的通信的设备;
  1. 接下来我们退出容器,看下宿主机的网络情况,我们可以看到宿主机网络上挂载了一个Veth-Pair,猜测是挂载到docker0上的,这里我们推断docker0可能是一个bridge;
  1. 验证docker0是否是bridge,我们可以通过brctl show(yum install -y bridge-utils)命令来查看,通过查看我们发现docker0果然是一个bridge;
  1. 通过上面的实验我们可以猜测docker的网络模型结构应该是类似于网络篇上的结构,如下图:
  1. 为了验证结论的正确性,我们再次启动一个centosworktest02的容器,检查docker0是否挂载了新的Veth-Pair;
#后台方式启动一个名字为centosworktest02的centos镜像
docker run -d -it --name centosworktest02 centos:latest

#查看docker0是否挂挂载信息的Veth-Pair
brctl show

#查看网络情况
ifconfig
  1. 通过验证我们发现我们猜测基本正确,接下来我们验证一下容器之间网络的连通性,我们从centosworktest02 ping(yum install -y iputils) centosworktest,发现容器间的网络也是通的;

经过一系列验证,我们发现整体的猜测是正确的docker默认的在宿主机内部的网络模型就是通过bridge和Veth-Pair进行通信的。

Docker网络模型

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,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容器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,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。

网络模型
bridge

bridge模式是Docker的默认网络模式,也就是我们在网络初探上探索的模式,这里对其容器与宿主机的通信进行一个总结,当Docker进程启动时,会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥,在此宿主机上启动的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。

容器启动的时候会从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。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备,Docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中,并命名为eth0的网卡,另一端放在主机中,以vethxxx这样类似的名字命名,并将这个网络设备加入到docker0网桥中,到这里我们只是完成了宿主机与容器,同一主机上容器间的通信,此时容器还不能与外部网络进行通信。

为了使外界可以访问容器中的进程,docker采用了端口绑定的方式,也就是通过iptables的NAT,将宿主机上的端口流量转发到容器内的端口上。当使用使用docker run -p时,就是在iptables做了DNAT规则,实现端口转发功能。可以使用iptables -t nat -vnL查看。

bridge模式中的容器与外界通信时,必定会占用宿主机上的端口,从而与宿主机竞争端口资源,此外由于容器与外界通信是基于三层iptables NAT,性能和效率上的损耗肯定是不可避免的。

host

如果启动容器的时候使用host模式,容器直接与宿主机使用同一网络命令空间,采用此模式的容器,可以直接使用宿主机的IP地址与外面进行通信,如果宿主机具有公网的IP地址时,那容器也会拥有这个公有的IP地址,与此同时,容器内服务的端口地址也能直接使用宿主机的端口,无需再进行额外的NAT转换。因此host最大的优势就是网络性能比较好,但是容器将不再拥有隔离、独立的网络栈。容器会与宿主机竞争网络栈使用,容器内部将不再拥有所有的端口资源。

none

如果启动容器的时候使用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。容器中只有lo回环地址,没有其他网卡。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。

container

如果使用该模式新创建的容器和已经存在的容器会共享一个 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、端口范围等信息。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。

结束

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posted @ 2021-07-13 08:48  大魔王先生  阅读(464)  评论(6编辑  收藏  举报