Docker网络模式

Docker网络模式

一、Docker网络实现基本原理

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，成为container-ip，同事docker网桥时每个容器的默认网关。

因为同一宿主主机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网桥是宿主主机虚拟出来的，并不是真是存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过container-ip访问容器。这里就涉及到iptables的nat地址转换，这里docker会自动创建nat地址转换。

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创建容器时通过-p/P参数来启动，访问容器的时候就通过 （宿主机IP：容器端口）访问容器。

二、容器的端口映射

2.1、端口映射

把容器的端口映射为宿主机的一个随机或者特定端口，使用外部用户可以访问容器服务。

端口映射就是在容器底层做了iptables地址转发，出去的流量做SNAT源地址转发，进来的流量做DNAT目的地址转发。

2.2、四种端口映射

• 随机端口映射：就是把容器的端口随机映射为宿主机的一个端口。
• 指定端口映射：就是把容器的端口映射为宿主机的指定端口。
• 指定网卡随机端口映射：就是把容器的端口映射为宿主机的指定网卡的随机端口。
• 指定网卡端口映射：就是把容器的端口映射为宿主机的指定网卡的指定端口。

2.3、端口映射演示

a、随机端口映射（-P）

docker run -itd -P 镜像id/名称

b、指定端口映射（-p 宿主机端口：容器端口）

指定本地8088端口指定映射到容器的8080端口

docker run -itd -p 宿主机端口：容器端口 --name 自定义容器名 镜像名/id
docker run -itd -p 8000:8080  --name test httpd
--name 用于设置新建的容器的名称

c、指定网卡随机端口映射（-p ::）

讲tomcat容器的8080端口映射到宿主机ens33网卡的随机端口

docker run -itd -p 192.168.10.11::8081 --name test2 httpd
    其中192.168.10.11是本地网卡的IP地址，即想要哪个网卡，就配哪个网卡下的IP地址

d、指定网卡指定端口映射（-p 宿主机IP：宿主机端口：容器端口）

讲本地网卡8088端口指定给容器的8080

docker run -itd -p 192.168.10.11:8088:8080 --name test3 httpd

这里的端口映射基本是依靠iptables的nat表来实现。

三、docker的网络模式

1、host模式

（使用-net=host模式指定）

相当于VMware中的桥接模式，与宿主主机在同一个网络中，但没有独立的IP地址。

Docker 使用了Linux的Namespace技术来进行资源隔离，如PID Namespace隔离进程，Mount Namespace隔离文件系统，Network Namespace隔离网络等。一个Network Namespace提供了一份独立的网络环境，包括网卡，路由，iptables 规则等都与其他Network Namespace隔离。一个Docker容器一般会分配一个独立的Network Namespace。

但是如果启动容器的时候使用host模式，name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Network Namespace。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和端口范围。此时容器不再拥有隔离的、独立的网格栈，不拥有所有的端口资源。

#创建容器web 1，指定网络模式为 host
#因为是host模式，所有宿主机和容器共享ip和端口
 docker run -d --name http1 --net=host httpd

#访问宿主机的ip和80端口，则可以访问到web3的nginx服务
 firefox  http://192.168.109.11:80

2、container模式

container：使用-net=container：name/id指定

• container模式可以实现多个容器之间相互通讯，即容器之间共享网络。
• 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。新创建的容器不回创建自己的网卡，配置自己IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口范围等。可以在一定程度上节省网络资源，容器内部依然不回拥有所有端口。
• 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loopback网卡设备通信。

#基于镜像centos:7 创建一个名为test1的容器
docker run -itd --name test1 centos /bin/bash
#查看容器的pid号
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' test1
#查看该容器的命名空间编号
ls -l /proc/***/ns
#创建test2容器，使用container网络模式，和test1共享network Namespace
docker run -itd --name test2 --net=container:test1 centos /bin/bash
dc9223908c9038a81f6c6177f0f719932e8bf0b725b4f97e2ce61d0c335ed9ae
#查看test2容器的pid
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' test2
#查看该容器的命名空间编号
ls -l /proc/***/ns

3、none模式

none模式：使用–net=none指定

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。

这个网络模式下，容器只有loopback回环网卡

这个类型由于没有配置互联的IP等信息，所以无法联网，但是封闭的网络可以保证容器的安全性（不联网，就没有攻击等）。

该容器将完全独立于网络，用户可以根据需要为容器添加网卡，此模式拥有所有端口。

该模式只适用于特殊环境，一般尝试使用。

docker run -itd --net=none --name test3 centos:7 /bin/bash
docker run -itd --net=none --name test3 centos:7 /bin/bash
docker inspect test2 | grep -i 'networkmode'

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3EXin49r-1663517838698)(C:\Users\15560\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220912011109766.png)]

4、bridge模式

bridge模式是docker的默认网络模式，不写 – net参数，就是bridge模式。

相当于Vmware中的 nat 模式，容器使用独立network Namespace，并连接到docker0虚拟网卡。通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network Namespace、设置IP等，并将一个主机上的 Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。

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。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。

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。veth设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth设备常用来连接两个网络设备。

Docker将veth pair 设备的一端放在新创建的容器中，并命名为eth0（容器的网卡），另一端放在主机中，以veth*这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到docker0网桥中。可以通过 brctl show 命令查看。

容器之间通过veth pair进行访问

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。可以使用iptables -t nat -vnL 查看。

[root@server-test1 ~]# docker run -itd --name test5 centos:7 /bin/bash
596312523d5088bb5126bf6f6b95e7bb2e1c688f3cb1d634231d7f4b4520aa31
[root@server-test1 ~]# docker inspect test3 | grep -i 'networkmode'
            "NetworkMode": "none",

5、自定义网络固定IP

可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker

#直接使用bridge，无法支持指定IP运行docker
docker run -itd --name test1 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash

//创建自定义网络
#可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker
docker network create --subnet=172.18.0.0/24 mynetwork
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#docker1为执行ifconfig -a命令时，显示的网卡名，如果不使用--opt 参数指定此名称，那你在使用ifconfig -a
命令查看网络信息时，看到的是类似br-110eb56a0b22 这样的名字，这显然不怎么好记。
#mynetwork为执行docker network list 命令时，显示的bridge网络模式名称。
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docker run -itd --name test2 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash