Docker 网络: 单主机网络模式

1. Docker 网络

1.1 网络理论

  1. 容器网络模型，包含三个概念

    • network： 网络模型
      • 单主机网络模式（none、host、bridge，joined container）
      • 多主机网络模式（overlay、macvlan、flannel）
    • sandbox：沙盒，它定义了容器内的虚拟网卡、DNS和路由表，是network namespace的一种实现，是容器的内部网络栈
    • endpoint：端点，用于连接sandbox和network

  2. network namespace

    • network namespace 是实现网络虚拟化的重要功能，它能创建多个隔离的网络空间，它们有独自的网络栈信息
    • Linux 使用 veth pair 在不同的 network namespace 之间通信，中文称为虚拟网卡接口。它总是成对出现，像一个管道连接两个网络
    • Linux Bridge，即 Linux 网桥，是Linux提供的一种虚拟网络设备之一。其工作方式非常类似于物理的网络交换机设备。

  3. Docker 网络

    • Docker 提供了四种可用的网络模式，但都比较简单，实际应用中一般要另外配置（pipework、weave）
    • 使用 docker run 命令时可以用 --net=*** 配置，docker-compose 中使用 networks 指定

  4. 查看 Docker 网络

    docker network ls

    Docker 自动创建的三个网络：

    NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
c9022131324d   bridge    bridge    local
fca0d094c188   host      host      local
cfeabbb7ad91   none      null      local

1.2 四种模式

  1. bridge模式，使用–net=bridge指定，是docker默认设置。
  2. host模式，使用–net=host指定。容器使用宿主机的IP和端口。
  3. container模式，使用–net=container:NAME_or_ID指定。使用场景不多，两个容器必须跑在同一台docker服务器上。
  4. none模式，使用–net=none指定。在这种模式下，Docker容器拥有自己的Network，但没有网卡、IP、路由等信息。需要我们自己为Docker容器添加网卡、配置IP等。

2. 四种模式详解

2.1 host 模式

  1. 简介

    • host模式类似于Vmware的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但没有独立IP地址
    • 和宿主机共用一个Network Namespace，共享 ip 和端口
    • 该模式只能在 Linux 下使用

  2. 使用

    docker run --name=nginx --net=host -d nginx

    无需端口映射，可以直接访问 127.0.0.1:80

2.2 container 模式

  1. 简介
    • 创建容器时，和已经存在的某个容器共享一个 Network Namespace
    • 两个容器共享 ip 和端口
  2. 示例
    • 创建 redis 容器，采用默认的 bridge 模式
      docker run -d --name server redis redis-server
    • 创建ubuntu容器，桥连到 server
      docker run -idt --net container:server --name client ubuntu
    • 进入 client， 查看网络端口
      docker exec -it client bash
      netstat -natp
      可以得到
      Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name
tcp        0      0 0.0.0.0:6379            0.0.0.0:*               LISTEN      -
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          127.0.0.1:56242         ESTABLISHED -
      安装客户端并连接server
      apt update
apt install redis-tools
redis-cli

2.3 bridge 模式

  1. 简介

    • Docker安装时会创建一个名为 docker0 的虚拟网桥，也可以自己定义
    • docker0 对宿主机来说相当于单独的网卡，对容器来说相当于交换机
    • 容器为 bridge 模式时，会创建一个名为 veth 的网卡，连接到 docker0
    • docker 默认为该模式

  2. 手动配置

    • 创建

      docker network create --driver bridge --subnet 172.22.16.0/24 --gateway 172.22.16.1 mynet2
      • –subnet 指定子网、IP地址范围
      • –gateway 指定网关

    • 查看

      docker network inspect mynet2

    • 查看宿主机网桥信息

      jphao:~/ $ brctl show                                                                                       
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
br-af8226dcae24         8000.02422f96741c       no
docker0         8000.02428ffad316       no

2.4 none 模式

  1. 简介

    • 该模式关闭了容器的网络功能，不分配子网跟ip
    • 挂在这个网络下的容器除了 lo，没有其他任何网卡。容器创建时，可以通过 –network=none 指定使用 none 网络
    • 一般用在对安全性要求较高且不需要网络连接的情况下

  2. 示例

    • 创建容器

      # 以下四种方式皆可
# --net none、--net=none、--network none、--network=none
docker run -idt --name none --net none ubuntu
docker exec -it none bash

    • 查看

      root@8e587ebe7ea3:/# ifconfig
lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

Reference

  1. Docker 官方文档
  2. Free AI-Hub
  3. 飞污熊博客