docker容器网络

Docker在安装后自动提供3种网络，可以使用docker network ls命令查看

1 [root@localhost ~]# docker network ls   #  还有一种容器模式看不到
2 NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
3 acd31ac4f7db   bridge    bridge    local    #  桥接
4 77faf4b77bb6   host      host      local      #  主机模式
5 f6caf930adf9   none      null      local       #   孤岛模式

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，称为Container-IP，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Container-IP直接通信。

docker的4种网络模式

bridge模式

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，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。可以通过brctl show命令查看。

 1 3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default  
 2     link/ether 02:42:e7:69:ef:af brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
 3     inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
 4        valid_lft forever preferred_lft forever
 5     inet6 fe80::42:e7ff:fe69:efaf/64 scope link 
 6        valid_lft forever preferred_lft forever
 7 
 8 28: eth0@if29: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue  
 9 29: vethfe192be@if28: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default
10     #   没有指定模式，运行容器默认是桥接模式，在主机上创建一个docker0网桥，并设置docker0的IP172.17.0.1地址为容器的默认网关，从docker0子网中分配一个IP给容器使用，创建一对虚拟网卡，一个放在新创建的
      容器上eth0@if29，一端放在主机中vethfe192be@if28，并将两个网卡加入到docker0网桥中，从而使得达到通信的目的，退出容器，虚拟的网卡就会消失掉。

 1 [root@localhost ~]# ip a
 2 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
 3     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
 4     inet 127.0.0.1/8 scope host lo
 5        valid_lft forever preferred_lft forever
 6     inet6 ::1/128 scope host 
 7        valid_lft forever preferred_lft forever
 8 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
 9     link/ether 00:0c:29:bc:11:bf brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
10     inet 192.168.149.130/24 brd 192.168.149.255 scope global noprefixroute ens33
11        valid_lft forever preferred_lft forever
12 3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
13     link/ether 02:42:e7:69:ef:af brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
14     inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
15        valid_lft forever preferred_lft forever
16     inet6 fe80::42:e7ff:fe69:efaf/64 scope link 
17        valid_lft forever preferred_lft forever
18 21: vethd5e32c4@if20: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
19     link/ether 06:70:7e:78:9a:18 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
20     inet6 fe80::470:7eff:fe78:9a18/64 scope link 
21        valid_lft forever preferred_lft forever
22 27: veth777bd37@if26: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
23     link/ether 06:b2:5a:14:da:22 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 1
24     inet6 fe80::4b2:5aff:fe14:da22/64 scope link 
25        valid_lft forever preferred_lft forever
26 31: vethbfd6f79@if30: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
27     link/ether 2e:60:4e:1e:59:68 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 2
28     inet6 fe80::2c60:4eff:fe1e:5968/64 scope link 
29        valid_lft forever preferred_lft forever
30 [root@localhost ~]# brctl show
31 bridge name    bridge id        STP enabled    interfaces
32 docker0        8000.0242e769efaf    no        veth777bd37       #  veth777bd37这个网卡桥接到docker0上去了
33                                               vethbfd6f79
34                                               vethd5e32c4

 1 [root@localhost ~]# docker run -d --name web -p 8080:80 httpd
 2 e17ca083887cb26740069cb625509afc39915f05a9a9d9e59524121de01b057e     #  在后台运行一个叫web的httpd容器，做下端口号映射8080是真机的端口号，80是容器里用的
 3 [root@localhost ~]# docker port web
 4 80/tcp -> 0.0.0.0:8080   #  把容器的80映射到真机的8080，也可以说是把真机的8080转发到容器的80
 5 80/tcp -> :::8080
 6 [root@localhost ~]# iptables  -t nat -vnL   #   查看规则， 防火墙要打开
 7 Chain DOCKER (2 references)
 8  pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         
 9     0     0 RETURN     all  --  docker0 *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
10     2   104 DNAT       tcp  --  !docker0 *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:8080 to:172.17.0.2:80

bridge模式是docker的默认网络模式，不写--network参数，就是bridge模式。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。

bridge模式如下图所示：

节点上有三个容器，分别有自己配套的网卡（veth对应eth0相互连接），桥接到docker0的网桥上，他们都在一个网段，链接在一起可以通信，容器1，2，3的网关都指向172.17.0.1，

172.17.0.1和真实网卡在同一台主机上面通过ip转发功能就可以出去

假设上图的docker2中运行了一个nginx，大家来想几个问题：

• 同主机间两个容器间是否可以直接通信？比如在docker1上能不能直接访问到docker2的nginx站点？     #     可以的  应为他们在一个网段
• 在宿主机上能否直接访问到docker2的nginx站点？    #   可以的，机器外面没做转发默认情况下就不行
• 在另一台主机上如何访问node1上的这个nginx站点呢？DNAT发布？   #      用真机的ip和暴露出来的端口号转发到容器里就可以访问了

 1 [root@localhost ~]# docker ps
 2 CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND              CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
 3 e17ca083887c   httpd     "httpd-foreground"   30 minutes ago   Up 30 minutes   0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp   web
 4 [root@localhost ~]# docker run -it --rm busybox /bin/sh
 5 / # ip a
 6 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
 7     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
 8     inet 127.0.0.1/8 scope host lo
 9        valid_lft forever preferred_lft forever
10 36: eth0@if37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue 
11     link/ether 02:42:ac:11:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
12     inet 172.17.0.3/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0  
13        valid_lft forever preferred_lft forever
14 / # wget -O - 172.17.0.2                                       #   0.3访问0.2成功
15 Connecting to 172.17.0.2 (172.17.0.2:80)
16 writing to stdout
17 <html><body><h1>It works!</h1></body></html>
18 -                    100% |***********************************************************************************************************|    45  0:00:00 ETA
19 written to stdout

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Container-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（端口映射），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。

container模式

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，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。

container模式如下图所示：

host模式

如果启动容器的时候使用host模式，那么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。但是，容器的其他方面，如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的。

使用host模式的容器可以直接使用宿主机的IP地址与外界通信，容器内部的服务端口也可以使用宿主机的端口，不需要进行NAT，host最大的优势就是网络性能比较好，但是docker host上已经使用的端口就不能再用了，网络的隔离性不好。

Host模式如下图所示：

none模式

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。需要我们自己为Docker容器添加网卡、配置IP等。

这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡。none模式可以在容器创建时通过--network none来指定。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。

应用场景：

• 启动一个容器处理数据，比如转换数据格式
• 一些后台的计算和处理任务

none模式如下图所示：

docker network inspect bridge   #查看bridge网络的详细配置

 1 [root@localhost ~]#  docker network --help
 2 
 3 Usage:  docker network COMMAND
 4 
 5 Manage networks
 6 
 7 Commands:
 8   connect     Connect a container to a network    #  连接网络
 9   create      Create a network                   #   创建网络
10   disconnect  Disconnect a container from a network    #   断开连接网络
11   inspect     Display detailed information on one or more networks   #   显示网络详细信息
12   ls          List networks   #   列出网络
13   prune       Remove all unused networks    #     移除没有使用的网络
14   rm          Remove one or more networks    # 移除网络
15 [root@localhost ~]#   docker network inspect bridge     #   查看桥接网络模式的信息
16 [
17     {
18         "Name": "bridge",
19         "Id": "acd31ac4f7db9b56975549cd6188fa988daa3eb22d05466c5e11e2e4e867219b",
20         "Created": "2022-04-26T16:36:15.290732096+08:00",
21         "Scope": "local",
22         "Driver": "bridge",
23         "EnableIPv6": false,
24         "IPAM": {
25             "Driver": "default",
26             "Options": null,
27             "Config": [
28                 {
29                     "Subnet": "172.17.0.0/16",
30                     "Gateway": "172.17.0.1"
31                 }
32             ]
33         },
34         "Internal": false,
35         "Attachable": false,
36         "Ingress": false,
37         "ConfigFrom": {
38             "Network": ""
39         },
40         "ConfigOnly": false,
41         "Containers": {},
42         "Options": {
43             "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
44             "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
45             "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
46             "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
47             "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
48             "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
49         },
50         "Labels": {}
51     }
52 ]