Docker网络互联原理和比较不同模式以及自定义网络的使用总结

左手的ㄟ右手 2023-10-05 22:39 7阅读 0赞

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*  一、默认网络
 *   *  默认网络总结
 *  二、使用服务名
 *   *  使用服务名总结
 *  三、自定义网络
 *   *  自定义网络总结

## 一、默认网络 ##

Docker默认在安装好的时候就会自动创建三个网络，我们可以使用`docker network ls`看到如下的三个网络信息。

[root@wlidc ~]# docker network ls
    NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
    7b4d6fb49586   bridge    bridge    local
    b1c115e96419   host      host      local
    a8fa01727801   none      null      local

*  none，指没有网络，如果容器启动的时候指定使用这个网络`docker run -it --network=none imagename，那么就代表这是一个隔离的容器，不与外界进行交互。`
 *  host，指公用宿主机host的网络资源，容器的网络配置将和宿主机host一模一样，优点就是传输效率高，缺点就是容易和host造成端口冲突。
 *  bridge，这是比较常用的网络，该网络中默认情况下host上会有一个docker0的虚拟网卡，如果在启动容器的时候不指定网络，那么默认就会新建一个虚拟网卡桥接在docker0上，容器中自己也会新建一个虚拟网卡，这两个虚拟网卡具有绑定关系，从而达到容器和宿主机的通信，以及和其它容器的通信，这种虚拟网卡的桥接技术被称为`evth-pair`技术。

我们可以通过命令`docker network inspect bridge`查看这个网络的一些配置信息。

[
        {
            "Name": "bridge",
            "Id": "7b4d6fb49586097cc1501f5a0c9515678503a633578b55b1664fd91080682b92",
            "Created": "2022-05-19T22:02:14.406518392Z",
            "Scope": "local",
            # 桥接模式
            "Driver": "bridge",
            "EnableIPv6": false,
            "IPAM": {
                "Driver": "default",
                "Options": null,
                "Config": [
                    {
                      # 子网范围172.17.0.0~172.17.255.255
                        "Subnet": "172.17.0.0/16",
                        # 网关地址，即docker0网卡的地址，它作为路由器转发容器之间的通信
                        "Gateway": "172.17.0.1"
                    }
                ]
            },
            "Internal": false,
            "Attachable": false,
            "Ingress": false,
            "ConfigFrom": {
                "Network": ""
            },
            "ConfigOnly": false,
            # 已经注册桥接的容器列表
            "Containers": {
              # 容器ID
                "e0fd741857a1bdc27b01de96c7009869b811a409b5a69ecac309c91a061d8b2c": {
                    "Name": "tomcat1",
                    "EndpointID": "0cff81bc0f30577547b0375a2ffb276d009d307fd00027c33ada88134dec9f69",
                    "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
                    # 分配该容器的内部地址
                    "IPv4Address": "172.17.0.2/16",
                    "IPv6Address": ""
                }
            },
            "Options": {
                "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
                "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
                "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
                # 主机的地址
                "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
                # 主机的网卡
                "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
                "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
            },
            "Labels": {}
        }
    ]

Docker桥接网络示意图  
![Docker桥接网络示意图][Docker]

### 默认网络总结 ###

总的来说，正是默认情况下我们使用了bridge桥接网络，使得host与容器之间的通信，以及容器与容器之间的通信都可以通过docker0作为路由器来进行转发。

Docker桥接网络示意图  
在日常的生产环境中，docker0已经很少被使用了，因为它不支持使用容器服务名称进行通信，推荐使用自定义网络。

## 二、使用服务名 ##

在上面网络的讲解中，我们知道了容器之间互相连通的原理，那么在host部署多个容器需要相互通信的时候，可以使用IP通信，但是问题是，容器的IP地址并不是固定的，每次重启后都有可能发生变更，使得维护成本变高，那么是否可以弃用IP，直接使用服务名进行通信呢？就像注册中心那样？

默认情况下，直接请求服务名肯定是不能通的，但是我们可以使用`–link`选项来为当前容器打通需要联系的其它容器。

[root@wlidc ~]# docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
    b610b3352558cd2db5a3155bcbff072fdf6b15e1a89be3c6266f931686f3125c
    [root@wlidc ~]# docker run -d -P --link tomcat01 --name tomcat02 tomcat
    ccb34a4cd1904f1075af874795b9c392e19ccdfca99c3d45ef0155967c785a04

此时tomcat02可以使用tomcat01的服务名进行通信，但是反过来tomcat01不可以使用tomcat02的服务名进行通信，除非tomcat01在启动的时候也使用`–link`进行设置。

我们查看tomcat02的hosts文件：

[root@wlidc ~]# docker exec -it tomcat02 cat /etc/hosts
    127.0.0.1       localhost
    ::1     localhost ip6-localhost ip6-loopback
    fe00::0 ip6-localnet
    ff00::0 ip6-mcastprefix
    ff02::1 ip6-allnodes
    ff02::2 ip6-allrouters
     查看tomcat02的hosts文件，发现把tomcat01的ip地址和服务名称绑定了，从而达到访问服务名可以找到tomcat01的IP的目的
    172.17.0.2      tomcat01 b610b3352558
    172.17.0.3      ccb34a4cd190

我们再查看tomcat01的hosts文件，并没有发现tomcat02的绑定信息：

[root@wlidc ~]# docker exec -it tomcat01 cat /etc/hosts
    127.0.0.1       localhost
    ::1     localhost ip6-localhost ip6-loopback
    fe00::0 ip6-localnet
    ff00::0 ip6-mcastprefix
    ff02::1 ip6-allnodes
    ff02::2 ip6-allrouters
    172.17.0.2      b610b3352558

### 使用服务名总结 ###

在日常的生产环境中，`–link`也已经不被推荐使用了，不够灵活强大，推荐使用自定义网络。

## 三、自定义网络 ##

我们可以通过命令`docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet`创建自定义网络mynet。

*  `–driver bridge`指定使用网络的类型，可以选择none，host，bridge任何一种；
 *  `–subnet` 192.168.0.0/16指定子网的范围；
 *  `--gateway` 192.168.0.1指定网关的地址；

然后我们查看网络`docker network ls`就可以看到刚刚创建的自定义网络了。

[root@wlidc ~]# docker network ls
    NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
    7b4d6fb49586   bridge    bridge    local
    b1c115e96419   host      host      local
    #如下就是刚才新创建的自定义网络
    ab48e4649b9a   mynet     bridge    local
    a8fa01727801   none      null      local

通过`docker network inspect mynet`查看自定义网络的详细信息：

[
        {
            "Name": "mynet",
            "Id": "ab48e4649b9a12ef3cd6b8c8d89940600248024a2cb8d4e9dfec2d6890403b01",
            "Created": "2022-05-19T22:02:33.152719594Z",
            "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": {},
            "Options": {},
            "Labels": {}
        }
    ]

此时还没有容器使用该网络，所以Containers里面是空的，我们可以将新启动的容器指定在该自定义网络内：

[root@wlidc ~]# docker run -d -P --net mynet --name tomcat03 tomcat
    0fc443c83626813a76d0819db9ce90fb86150d42430e53bed482e01306bd7b29
    [root@wlidc ~]# docker run -d -P --net mynet --name tomcat04 tomcat
    d244676f904c29082b66a8d88d4633991bc4c7a2a2d3324cc753b32c7d436ca8
    [root@wlidc ~]# docker network inspect mynet
    [
        {
            "Name": "mynet",
            "Id": "ab48e4649b9a12ef3cd6b8c8d89940600248024a2cb8d4e9dfec2d6890403b01",
            "Created": "2022-05-19T22:02:14.152719594Z",
            "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": {
                "0fc443c83626813a76d0819db9ce90fb86150d42430e53bed482e01306bd7b29": {
                    "Name": "tomcat03",
                    "EndpointID": "4c1fabf4694c727255d5f722e97315605c2feb361881a2101cac8f517ae1b134",
                    "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                    "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                    "IPv6Address": ""
                },
                "d244676f904c29082b66a8d88d4633991bc4c7a2a2d3324cc753b32c7d436ca8": {
                    "Name": "tomcat04",
                    "EndpointID": "c542546ae74ca4d35ed86cb39551dd570f791b6cf407de6ddfdadf0759ee4aa0",
                    "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                    "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                    "IPv6Address": ""
                }
            },
            "Options": {},
            "Labels": {}
        }
    ]

这里mynet网络里面的容器相互之间是可以联通的，而且可以使用容器服务名进行联通，实现了–link的作用，但是和其它网络的容器是不能联通的，网段不同默认都是不通的 。

如果存在场景需要联通两个不同网段中的容器，那么可以使用`docker network connect networkName containerName`，将某个容器加入到指定的网络中。

[root@wlidc ~]# docker network connect mynet tomcat01
    [root@wlidc ~]# docker network inspect mynet
    [
        {
            "Name": "mynet",
            "Id": "ab48e4649b9a12ef3cd6b8c8d89940600248024a2cb8d4e9dfec2d6890403b01",
            "Created": "2022-05-19T22:02:14.152719594Z",
            "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": {
                "0fc443c83626813a76d0819db9ce90fb86150d42430e53bed482e01306bd7b29": {
                    "Name": "tomcat03",
                    "EndpointID": "4c1fabf4694c727255d5f722e97315605c2feb361881a2101cac8f517ae1b134",
                    "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                    "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                    "IPv6Address": ""
                },
                "b610b3352558cd2db5a3155bcbff072fdf6b15e1a89be3c6266f931686f3125c": {
                    "Name": "tomcat01",
                    "EndpointID": "879bcfac611e21911284a926d133af7c2bbb483882e4c5bf606a5039aa894a66",
                    "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:04",
                    "IPv4Address": "192.168.0.4/16",
                    "IPv6Address": ""
                },
                "d244676f904c29082b66a8d88d4633991bc4c7a2a2d3324cc753b32c7d436ca8": {
                    "Name": "tomcat04",
                    "EndpointID": "c542546ae74ca4d35ed86cb39551dd570f791b6cf407de6ddfdadf0759ee4aa0",
                    "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                    "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                    "IPv6Address": ""
                }
            },
            "Options": {},
            "Labels": {}
        }
    ]

我们会发现原来在别的网段下的tomcat01容器也被加入到mynet自定义网络中来了。此时tomcat01容器就会同时拥有两个IP地址。

### 自定义网络总结 ###

我们思考一下自定义网络的好处

咱们自定义 docker 网络，已经帮我们维护好了对应关系，这样做的好处是容器之间可以做到网络隔离，

例如

一堆 mysql 的容器，使用 192.168.0.0/16 网段，网关是 192.168.0.1

一堆 rabbitmq 的容器，使用 192.167.0.0/16 网段，网关是 192.167.0.1

这样就可以做到子网很好的隔离开来，不同的集群使用不同的子网，互不影响。

**今日心语分享~**

***当你觉得累，不是因为路上坎坷太多，而是因为忘记了要去哪里。***

[Docker]: https://img-blog.csdnimg.cn/6a6d7112c8514259b87e0bb14ae5dc9d.webp#pic_center