当项目大规模使用 Docker 时,容器通信的问题也就产生了。要解决容器通信问题,必须先了解很多关于网络的知识。Docker 作为目前最火的轻量级容器技术,有很多令人称道的功能,也有着很多不完善的地方,网络方面就是 Docker 比较薄弱的部分。因此,我们有必要深入了解 Docker 的网络知识,以满足更高的网络需求。
一、默认网络
安装 Docker 以后,会默认创建三种网络,可以通过 docker network ls 查看。
[root@localhost ~]# docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 688d1970f72e bridge bridge local 885da101da7d host host local f4f1b3cf1b7f none null local
在学习 Docker 网络之前,我们有必要先来了解一下这几种网络模式都是什么意思。
1、bridge 网络模式
在该模式中,Docker 守护进程创建了一个虚拟以太网桥 docker0,新建的容器会自动桥接到这个接口,附加在其上的任何网卡之间都能自动转发数据包。
默认情况下,守护进程会创建一对对等虚拟设备接口 veth pair,将其中一个接口设置为容器的 eth0 接口(容器的网卡),另一个接口放置在宿主机的命名空间中,以类似 vethxxx 这样的名字命名,从而将宿主机上的所有容器都连接到这个内部网络上。
比如我运行一个基于 busybox 镜像构建的容器 bbox01,查看 ip addr:
busybox 被称为嵌入式 Linux 的瑞士军刀,整合了很多小的 unix 下的通用功能到一个小的可执行文件中。
然后宿主机通过 ip addr 查看信息如下:
通过以上的比较可以发现,证实了之前所说的:守护进程会创建一对对等虚拟设备接口 veth pair,将其中一个接口设置为容器的 eth0 接口(容器的网卡),另一个接口放置在宿主机的命名空间中,以类似 vethxxx 这样的名字命名。
同时,守护进程还会从网桥 docker0 的私有地址空间中分配一个 IP 地址和子网给该容器,并设置 docker0 的 IP 地址为容器的默认网关。也可以安装 yum install -y bridge-utils 以后,通过 brctl show 命令查看网桥信息。
、
对于每个容器的 IP 地址和 Gateway 信息,我们可以通过 docker inspect 容器名称|ID 进行查看,在 NetworkSettings 节点中可以看到详细信息。
我们可以通过 docker network inspect bridge 查看所有 bridge 网络模式下的容器,在 Containers 节点中可以看到容器名称。
关于 bridge 网络模式的使用,只需要在创建容器时通过参数 --net bridge 或者 --network bridge 指定即可,当然这也是创建容器默认使用的网络模式,也就是说这个参数是可以省略的。
Bridge 桥接模式的实现步骤主要如下:
Docker Daemon 利用 veth pair 技术,在宿主机上创建一对对等虚拟网络接口设备,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。
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;
Docker Daemon 将 veth1 添加到 Docker Container 所属的 namespace 下,并被改名为 eth0。如此一来,宿主机的网络报文若发往 veth0,则立即会被 Container 的 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。
2、host 网络模式
host 网络模式需要在创建容器时通过参数 --net host 或者 --network host 指定;
采用 host 网络模式的 Docker Container,可以直接使用宿主机的 IP 地址与外界进行通信,若宿主机的 eth0 是一个公有 IP,那么容器也拥有这个公有 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;
host 网络模式可以让容器共享宿主机网络栈,这样的好处是外部主机与容器直接通信,但是容器的网络缺少隔离性。
比如我基于 host 网络模式创建了一个基于 busybox 镜像构建的容器 bbox02,查看 ip addr:
然后宿主机通过 ip addr 查看信息如下:
对,你没有看错,返回信息一模一样,我也可以肯定我没有截错图,不信接着往下看。我们可以通过 docker network inspect host 查看所有 host 网络模式下的容器,在 Containers 节点中可以看到容器名称。
3、none 网络模式
none 网络模式是指禁用网络功能,只有 lo 接口 local 的简写,代表 127.0.0.1,即 localhost 本地环回接口。在创建容器时通过参数 --net none 或者 --network none 指定;
none 网络模式即不为 Docker Container 创建任何的网络环境,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。可以说 none 模式为 Docke Container 做了极少的网络设定,但是俗话说得好“少即是多”,在没有网络配置的情况下,作为 Docker 开发者,才能在这基础做其他无限多可能的网络定制开发。这也恰巧体现了 Docker 设计理念的开放。
比如我基于 none 网络模式创建了一个基于 busybox 镜像构建的容器 bbox03,查看 ip addr:
我们可以通过 docker network inspect none 查看所有 none 网络模式下的容器,在 Containers 节点中可以看到容器名称。
4、container 网络模式
Container 网络模式是 Docker 中一种较为特别的网络的模式。在创建容器时通过参数 --net container:已运行的容器名称|ID 或者 --network container:已运行的容器名称|ID 指定;
处于这个模式下的 Docker 容器会共享一个网络栈,这样两个容器之间可以使用 localhost 高效快速通信。
Container 网络模式即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相同之外,其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。
比如我基于容器 bbox01 创建了 container 网络模式的容器 bbox04,查看 ip addr: