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docker容器网络配置

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docker容器网络配置

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

[root@localhost ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
bca5c00311b4   bridge    bridge    local
53aa6b51eb52   host      host      local
d9b9ada86204   none      null      local

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

网络模式 配置 说明 host –network host 容器和宿主机共享Network namespace container –network container:NAME_OR_ID 容器和另外一个容器共享Network namespace none –network none 容器有独立的Network namespace，

但没有相应的网络设置。

[En]

But there is no network setting for it.

如分配veth pair 和网桥连接，配置IP等 bridge –network bridge 默认模式

docker容器网络配置 
[root@localhost ~]# docker pull busybox
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/busybox
5cc84ad355aa: Pull complete
Digest: sha256:5acba83a746c7608ed544dc1533b87c737a0b0fb730301639a0179f9344b1678
Status: Downloaded newer image for busybox:latest
docker.io/library/busybox:latest
[root@localhost ~]# docker pull httpd
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/httpd
a2abf6c4d29d: Pull complete
dcc4698797c8: Pull complete
41c22baa66ec: Pull complete
67283bbdd4a0: Pull complete
d982c879c57e: Pull complete
Digest: sha256:0954cc1af252d824860b2c5dc0a10720af2b7a3d3435581ca788dff8480c7b32
Status: Downloaded newer image for httpd:latest
docker.io/library/httpd:latest
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
busybox      latest    beae173ccac6   7 months ago   1.24MB
httpd        latest    dabbfbe0c57b   7 months ago   144MB
//拉取镜像并列出查看

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。

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：

docker容器网络配置 
[root@localhost ~]# docker run -it --network bridge --rm busybox
/ # ip a
1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
4: eth0@if5: <broadcast,multicast,up,lower_up,m-down> mtu 1500 qdisc noqueue
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost ~]# docker run -it  --rm busybox
/ # ip a
1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
6: eth0@if7: <broadcast,multicast,up,lower_up,m-down> mtu 1500 qdisc noqueue
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
//&#x521B;&#x5EFA;&#x5BB9;&#x5668;&#x65F6;&#x6DFB;&#x52A0;--network bridge&#x4E0E;&#x4E0D;&#x6DFB;&#x52A0;&#x7684;&#x6548;&#x679C;&#x662F;&#x4E00;&#x6837;&#x7684;
</broadcast,multicast,up,lower_up,m-down></loopback,up,lower_up></broadcast,multicast,up,lower_up,m-down></loopback,up,lower_up>

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：

docker容器网络配置 
[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 --rm busybox
/ # ip a
1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
8: eth0@if9: <broadcast,multicast,up,lower_up,m-down> mtu 1500 qdisc noqueue
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
&#x518D;&#x5F00;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7EC8;&#x7AEF;
[root@localhost ~]# docker run -it --name b2 --rm busybox
/ # ip a
1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
10: eth0@if11: <broadcast,multicast,up,lower_up,m-down> mtu 1500 qdisc noqueue
    link/ether 02:42:ac:11:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.3/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
//&#x65B0;&#x521B;&#x5EFA;&#x7684;&#x5BB9;&#x5668;&#x548C;&#x524D;&#x4E00;&#x4E2A;&#x521B;&#x5EFA;&#x7684;&#x5BB9;&#x5668;ip&#x5730;&#x5740;&#x662F;&#x4E00;&#x6837;
</broadcast,multicast,up,lower_up,m-down></loopback,up,lower_up></broadcast,multicast,up,lower_up,m-down></loopback,up,lower_up>

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：

docker容器网络配置 
[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 --rm --network host busybox
/ # ip a
1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <broadcast,multicast,up,lower_up> mtu 1500 qdisc fq_codel qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:05:f4:28 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.222.250/24 brd 192.168.222.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe05:f428/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: docker0: <no-carrier,broadcast,multicast,up> mtu 1500 qdisc noqueue
    link/ether 02:42:cf:39:fe:c4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:cfff:fe39:fec4/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
</no-carrier,broadcast,multicast,up></broadcast,multicast,up,lower_up></loopback,up,lower_up>

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：
启动容器来处理数据，例如转换数据格式

[En]

Start a container to process data, such as converting the data format

一些后台计算和处理任务

[En]

Some background computing and processing tasks

none模式如下图所示：

docker容器网络配置 
[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 --rm --network none busybox
/ # ip a
1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost ~]# docker network inspect bridge
[
    {
        "Name": "bridge",
        "Id": "bca5c00311b41e8db87bc37ef0657fbd36e446d51e55f77ab48223c3d0a7b305",
        "Created": "2022-08-04T09:11:26.614207143+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.17.0.0/16",
                    "Gateway": "172.17.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {},
        "Options": {
            "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
            "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
            "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
            "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
        },
        "Labels": {}
    }
]
#&#x67E5;&#x770B;bridge&#x7F51;&#x7EDC;&#x7684;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x914D;&#x7F6E;
</loopback,up,lower_up>

Linux内核实现名称空间的创建

ip netns命令

可以借助ip netns命令来完成对 Network Namespace 的各种操作。ip netns命令来自于iproute安装包，一般系统会默认安装，如果没有的话，请自行安装。

注意：ip netns命令修改网络配置时需要 sudo 权限。

可以通过ip netns命令完成对Network Namespace 的相关操作，可以通过ip netns help查看命令帮助信息：

[root@localhost ~]# ip netns help
Usage:  ip netns list
    ip netns add NAME
    ip netns attach NAME PID
    ip netns set NAME NETNSID
    ip [-all] netns delete [NAME]
    ip netns identify [PID]
    ip netns pids NAME
    ip [-all] netns exec [NAME] cmd ...
    ip netns monitor
    ip netns list-id [target-nsid POSITIVE-INT] [nsid POSITIVE-INT]
NETNSID := auto | POSITIVE-INT

默认情况下，Linux系统中是没有任何 Network Namespace的，所以ip netns list命令不会返回任何信息。

创建Network Namespace

通过命令创建一个名为ns0的命名空间：

[root@localhost ~]# ip netns list
[root@localhost ~]# ip netns add ns0
[root@localhost ~]# ip netns list
ns0

新创建的 Network Namespace 会出现在/var/run/netns/目录下。如果相同名字的 namespace 已经存在，命令会报Cannot create namespace file “/var/run/netns/ns0”: File exists的错误。

[root@localhost ~]# ls /var/run/netns/
ns0
[root@localhost ~]# ip netns add ns0
Cannot create namespace file "/var/run/netns/ns0": File exists

对于每个 Network Namespace 来说，它会有自己独立的网卡、路由表、ARP 表、iptables 等和网络相关的资源。

操作Network Namespace

ip命令提供了ip netns exec子命令可以在对应的 Network Namespace 中执行命令。
查看新创建 Network Namespace 的网卡信息

[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ip addr
1: lo: <loopback> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
</loopback>

可以看到，新创建的Network Namespace中会默认创建一个lo回环网卡，此时网卡处于关闭状态。此时，尝试去 ping 该lo回环网卡，会提示Network is unreachable

[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ping 127.0.0.1
connect: Network is unreachable

通过下面的命令启用lo回环网卡：

[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ip link set lo up
[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ping 127.0.0.1
PING 127.0.0.1 (127.0.0.1) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.028 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.056 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.518 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.038 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.040 ms
^C
6 packets transmitted, 6 received, 0% packet loss, time 5134ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.048/0.080/0.166/0.041 ms

可以看到，veth pair成功实现了两个不同Network Namespace之间的网络交互。

veth设备重命名

[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ip link set veth0 down
[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ip link set dev veth0 name eth0
[root@localhost ~]# ip netns exec ns0 ifconfig -a
eth0: flags=4098<broadcast,multicast>  mtu 1500
        inet 192.168.222.111  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 16:4f:71:a9:27:41  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 19  bytes 1538 (1.5 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 20  bytes 1608 (1.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<up,loopback,running>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 10  bytes 840 (840.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 10  bytes 840 (840.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
</host></up,loopback,running></broadcast,multicast>

容器的常用操作

查看容器的主机名

[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 --network bridge --rm busybox
/ # hostname
0b0052dd49c5

在容器启动时注入主机名

`
[root@localhost ~]# docker run -it –name b1 –network bridge –hostname tushanbu –rm busybox
/ # hostname
tushanbu
/ # 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 tushanbu //注入主机名时会自动创建主机名到IP的映射关系
/ # cat /etc/resolv.conf
Generated by NetworkManager
nameserver 192.168.222.2 //DNS也会自动配置为宿主机的DNS
/ # ping www.baidu.com //可以尝试ping百度
PING www.baidu.com (182.61.200.6): 56 data bytes
64 bytes from 182.61.200.6: seq=0 ttl=127 time=24.784 ms
64 bytes from 182.61.200.6: seq=1 ttl=127 time=42.956 ms
64 bytes from 182.61.200.6: seq=2 ttl=127 time=57.581 ms
64 bytes from 182.61.200.6: seq=3 ttl=127 time=68.769 ms
^C

Original: https://www.cnblogs.com/tushanbu/p/16571987.html
Author: 涂山布
Title: docker容器网络配置

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