docker 网络原理-元一软件
Docker 网络原理容器是相对独立的环境相当于一个小型的 Linux 系统外界无法直接访问那他是怎么做的呢这里我们先了解下 Linux veth pair。1. Linux veth pairveth pair 是成对出现的一种虚拟网络设备接口一端连着网络协议栈一端彼此相连。如下图所示veth pair将两个网络veth0和veth1连通。2. 理解Docker0我们先查看本地ip这里我们分析可得有三个网络lo127.0.0.1# 本机回环地址eth0172.31.179.120# 阿里云的私有IP如果你是虚拟机就是虚拟机的ipdocker0172.17.0.1# docker网桥lo和eth0在我们的虚拟机启动的时候就会创建但是docker0在我们安装了docker的时候就会创建。docker0用来和虚拟机之间通信。问题Docker 是如何处理容器网络访问的我们先启动一个 tomcat 容器来说明。[rootjiangnan tomcat1]# docker pull tomcat[rootjiangnan tomcat1]# docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE tomcat latest fb5657adc8922months ago 680MB[rootjiangnan tomcat1]# docker run -d -p 8081:8080 --name tomcat01 tomcat914a7d82b017f63f81c6eba49af5471441f1946c9d45509b69ab2c50c2713b6f[rootjiangnan tomcat1]#这里启动了tomcat01我们再来查看网络发现我们前面查看的时候还是三组网卡当启动了一个tomcat容器之后多了一组网卡201: vethad33778if200而且还是成对的。同样我们再来启动一个tomcat02会又多出一对网卡。进入了 tomcat01 容器内可以看到 tomcat01 对应的 ip 地址为172.17.0.2在宿主机上也可ping通。说明tomcat02对应的ip为172.17.0.3也可以ping通。结论我们每启动一个容器就会多出一对网卡同时他们被连接到docker0上而docker0又和虚拟机之间连通。也可以通过inspect查看。[rootjiangnan tomcat1]# docker network lsNETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 4d3e75606593 bridge bridgelocal# 这个就是docker08e92ee24e5f6hosthostlocale85ffb1f2cc3 none nulllocal[rootjiangnan tomcat1]# docker inspect 4d3e75606593IPAM:{Driver:default,Options:null,Config:[{Subnet:172.17.0.0/16,Gateway:172.17.0.1# 网关}]},Containers:{# 容器15910ee083965d60c46bf9b3b292570fef9b8925905aa4df90c6d48142bb2eee:{Name:tomcat01,EndpointID:9c7a5ab65f1fc91b1d92ad61dec9b2f518f67f69f662522483dca789616f42aa,MacAddress:02:42:ac:11:00:02,IPv4Address:172.17.0.2/16,IPv6Address:},6c9a6a5d8eca9ad52926008c7b30516d23293ff8ad1f38947957d571431d5297:{Name:tomcat02,EndpointID:f83c1e643236cd65f50fba03929ca14d5df8d135b1f6cb8adf203cf96084f7aa,MacAddress:02:42:ac:11:00:03,IPv4Address:172.17.0.3/16,IPv6Address:}},我们可以抽象为这样一个网络模型。在这里我们可以看到Docker0相当于一个路由器的作用任何一个容器启动默认都是docker0网络。docker默认会给容器分配一个可用ip并把它同docke0相连。使用到的就是veth pair技术。3. 容器互联–Link在网络模型图中可以看出容器和容器之间不能直接连通。前面我们启动的两个 tomcat 对应的 hosts 如下[rootjiangnan tomcat1]# docker exec -it tomcat01 cat /etc/hosts127.0.0.1 localhost ::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback fe00::0 ip6-localnet ff00::0 ip6-mcastprefix ff02::1 ip6-allnodes ff02::2 ip6-allrouters172.17.0.2 3ecb3204e2dc root3ecb3204e2dc:/usr/local/tomcat#[rootjiangnan tomcat1]# docker exec -it tomcat02 cat /etc/hosts127.0.0.1 localhost ::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback fe00::0 ip6-localnet ff00::0 ip6-mcastprefix ff02::1 ip6-allnodes ff02::2 ip6-allrouters172.17.0.3 6c9a6a5d8eca[rootjiangnan tomcat1]#发现他们的 hosts 中只有各自的ip地址。但是在实际的工作中容器使用的是虚拟ip每次启动ip都会变化思考一个场景我们编写一个微服务数据库连接地址原来是使用ip的如果ip变化就不行了那我们能不能使用服务名访问呢我们在启动一个tomcat03使用—link绑定到tomcat02上。然后看它的hosts是什么样的。[rootjiangnan tomcat1]# docker run -d -p 8083:8080 --name tomcat03 --link tomcat02 tomcatdb75c42f7f7f609218deb290d3e923e3c7da6bcf8c0b38cde27962fb2b9e9a54[rootjiangnan tomcat1]# docker exec -it tomcat03 cat /etc/hosts127.0.0.1 localhost ::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback fe00::0 ip6-localnet ff00::0 ip6-mcastprefix ff02::1 ip6-allnodes ff02::2 ip6-allrouters172.17.0.3 tomcat02 e4060ea4ee28# 发现tomcat2直接被写在这里172.17.0.4 db75c42f7f7f rootdb75c42f7f7f:/usr/local/tomcat#发现使用了–link不但有了自己的ip而且还有了tomcat02的服务名。但是tomcat02中并没有tomcat03的因为–link是单向的。这样就实现了容器和容器之间的连通。不需要通过ip地址连通而是通过服务名就可以。但是使用—link的方法过时了我们一般使用自定义网络。4.自定义网络推荐docker0的特点它是默认的域名访问不通–link 域名通了但是删了又不行docker为我们提供了三种网络模式[rootjiangnan tomcat1]# docker network lsNETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 4d3e75606593 bridge bridgelocal8e92ee24e5f6hosthostlocale85ffb1f2cc3 none nulllocal[rootjiangnan tomcat1]#这其中默认使用的是 bridge也就是我们的docker0网卡。在我们启动容器的时候实际上是如下命令[rootjiangnan tomcat1]# docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat这个—net是默认的所以被省略了。下面我们自定义一个网络 mynet。# 自定义创建的默认default bridge[rootjiangnan tomcat1]# docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1[rootjiangnan tomcat1]# docker network lsNETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 4d3e75606593 bridge bridgelocal8e92ee24e5f6hosthostlocal3136d64109c6 mynet bridgelocal# 多了一个mynete85ffb1f2cc3 none nulllocal[rootjiangnan tomcat1]# docker network inspect mynet[{Name:mynet,Id:3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1,Created:2022-02-27T14:15:44.67669395808:00,Scope:local,Driver:bridge,EnableIPv6:false,IPAM:{Driver:default,Options:{},Config:[{Subnet:192.168.0.0/16,# 子网地址Gateway:192.168.0.1# 网关}]},Internal:false,Attachable:false,Ingress:false,ConfigFrom:{Network:},ConfigOnly:false,Containers:{},Options:{},Labels:{}}][rootjiangnan tomcat1]#查看网络[rootjiangnan tomcat1]# docker inspect mynet[{Name:mynet,Id:3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1,Created:2022-02-27T14:15:44.67669395808:00,Scope:local,Driver:bridge,EnableIPv6:false,IPAM:{Driver:default,Options:{},Config:[{Subnet:192.168.0.0/16,Gateway:192.168.0.1}]},Internal:false,Attachable:false,Ingress:false,ConfigFrom:{Network:},ConfigOnly:false,Containers:{31f12c9332e8b4b6e66619dc988533f2863b80e71dbf490c8313694637814ca1:{Name:tomcat-net-02,EndpointID:1c0e9dbffff295f2326bfd1e2847c0f1d9136ff00519101bb11d922e7da4f818,MacAddress:02:42:c0:a8:00:03,IPv4Address:192.168.0.3/16,IPv6Address:},675439c851dc29355c03f82bb163f9e5a326e230447d86d40d53ff08766cfd06:{Name:tomcat-net-01,EndpointID:2653da0a25d166f0d7222235e85d8231d9424e19949b6e6b7cfa1a3eddcc462b,MacAddress:02:42:c0:a8:00:02,IPv4Address:192.168.0.2/16,IPv6Address:}},Options:{},Labels:{}}][rootjiangnan tomcat1]## 我们来测试ping容器名和ip试试都可以ping通[rootjiangnan ~]# docker exec -it tomcat-net-01 ping 192.168.0.3PING192.168.0.3(192.168.0.3)56(84)bytes of data.64bytes from192.168.0.3:icmp_seq1ttl64time0.093ms[rootjiangnan ~]# docker exec -it tomcat-net-01 ping tomcat-net-02PING tomcat-net-02(192.168.0.3)56(84)bytes of data.64bytes from tomcat-net-02.mynet(192.168.0.3):icmp_seq1ttl64time0.063ms64bytes from tomcat-net-02.mynet(192.168.0.3):icmp_seq2ttl64time0.066ms发现不用—link也可以直接通过服务名ping通了。5.网络连通docker0和自定义网络肯定不通我们使用自定义网络的好处就是网络隔离。但是在实际的工作中比如我们部署了mysql使用了一个网段。部署了tomcat使用了另一个网段两个网段之间肯定是不能相互连通的但是tomcat和mysql又需要相互连通我们就要使用网络连通。原理图如下网络连通就是将一个容器和一个网段之间的连通。比如我前面使用的默认docker0的tomcat01需要连接到mynet网络。# docker network connect 网络 容器[rootjiangnan tomcat1]# docker network connect mynet tomcat01[rootjiangnan tomcat1]# docker network inspect mynet[{Name:mynet,Id:3136d64109c6f285bc69d3ee4be901524292d0e5ddd9e414d49197dfa6c19ba1,Created:2022-02-27T14:15:44.67669395808:00,Scope:local,Driver:bridge,EnableIPv6:false,IPAM:{Driver:default,Options:{},Config:[{Subnet:192.168.0.0/16,Gateway:192.168.0.1}]},Internal:false,Attachable:false,Ingress:false,ConfigFrom:{Network:},ConfigOnly:false,Containers:{2e709013935463c29caf28771bb49925fee4e02842459b339d7dd1ad5dedf9b7:{Name:tomcat-net-01,EndpointID:9f3a46bad37ade7935e283715caa5699e9a7e22175b592f4a4792a37c351d969,MacAddress:02:42:c0:a8:00:02,IPv4Address:192.168.0.2/16,IPv6Address:},5c0c544f2507d9f5f456feceddbd853ebccc07cea8c39c8479693731e480bf55:{Name:tomcat01,EndpointID:d05abb2d31af4067c5a45f299ce7b4401b1fa81638a44b6c09f3de7f8f4221fe,MacAddress:02:42:c0:a8:00:04,IPv4Address:192.168.0.4/16,IPv6Address:},d6066db5fdd0b508514107a896ed20b639eaa47dbd97a025ad0c52250766c8a4:{Name:tomcat-net-02,EndpointID:3a5f6f2a07d900303382b290825c9f52640689c859608c741c7c7d81031e107e,MacAddress:02:42:c0:a8:00:03,IPv4Address:192.168.0.3/16,IPv6Address:}},Options:{},Labels:{}}][rootjiangnan tomcat1]#通过这种方式直接将tomcat01加到了mynet网络中。6.总结veth pair是成对出现的一种虚拟网络设备接口一端连着网络协议栈一端彼此相连。docker中默认使用docker0网络。docker0相当于一个路由器的作用任何一个容器启动默认都是docker0网络。docker0是容器和虚拟机之间通信的桥梁。推荐使用自定义网络更好实现使用服务名的连通方式避免ip改变的尴尬。网络之间不能直接连通网络连通是将一个容器和一个网络之间的连通实现跨网络操作。
