Docker 单主机网络

时间:2022-06-15 20:55:25

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当容器逐步向容器集群,容器云技术演进的时候,一个不得不面对的问题就是各个容器的管理问题,有些容器需要交互,有些容器需要隔离,如何保证这些操作能够顺利地进行,这个时候,很多容器管理和编排的平台就应运而生了。首先,当然是 Docker 社区自己开发的 Swarm+Machine+Compose 的集群管理套件,然后还有 Twitter 主推 Apache 的 Mesos,最有名的应该为 Google 开源的 Kubernetes。

这些平台综合了容器集群资源管理,服务发现和扩容缩融等问题,是一个集大成的解决方案,但其实这些问题本质上都离不开网络,资源在各容器之间调度需要网络,服务发现需要网络,所以,可以说网络是容器集群环境下最基础的一环。

Docker 容器网络根据容器的部署位置,可以分为单主机网络(host)和多主机网络(multi-host),本文先看 Docker host 网络。

Docker host 网络分为 none,host,joined container 和 bridge 网络。

none 网络模式下,Docker 容器拥有自己的 network namespace,但是并不为容器进行任何的网络配置,也就是说容器除了 network namespace 本身自带的 localback 网卡外什么都没有,包括网卡、IP、路由等信息。用户如何要使用 none 网络,就需要自己添加特定的网卡,并配置 IP、路由等信息,但一般不会这么干,none 网络很好地做到了隔离,一般是用来跑那些对安全性要求极高且不需要联网的应用。

比如某个容器的唯一用途是生成随机密码,就可以放到 none 网络中避免密码被窃取。

想要使 Docker 使用 none 网络,只需要在创建容器的时候附带 --network = none 即可。

host 网络,顾名思义就是 Docker 容器使用宿主机的网络,相当于和 host 共用了同一个 network namespace,Docker 容器使用 host 的网卡、IP 和路由等功能对外通信。

虽然这种模式下 Docker 没有创建独立的 network namespace,但其他 namespace 仍然是隔离的,如文件系统、进程列表等。host 网络最大的好处就是使得 Docker 容器对外通信变得简单,直接使用 host 的 IP 进行通信即可,但缺点也很明显,就是降低了隔离性,同时还会存在和其他容器对网络资源的竞争与冲突的问题。

同样要使用 host 网络,只需创建容器时附带 --network = host 即可。

Docker 单主机网络

joined container 网络和 host 网络不同的是,它是和其他的 container 共享一个 network namespace,一个 network namespace 可以被一个或者多个 Docker 容器共享。在这种模式下,两个容器之间可以通过 localback 回环网卡通信,增加了容器间通信的便利性。

同样可以在创建容器时,使用参数 --network = container:another_container_name 来和另外容器共享网络。

Docker 单主机网络

bridge 网络是最常用的网络模式,它兼顾了安全性和功能的完备性,但其与外部通信要通过 NAT 转换,在复杂的网络场景下会存在诸多不便。

bridge 网络在创建的时候通过 --network = bridge 指定,Docker daemon 会为创建的容器自动创建一个 Docker 网桥——docker0(也可以人为指定名称 --driver bridge my_net),这个 docker0 就用来联结 Docker 容器和 host 的桥梁。

然后,Docker daemon 会创建一对虚拟网卡 veth pair,一块网卡留在宿主机的 root network namespace 中,并绑定到 docker0 上,另一块放在新创建的 network namespace 中,命名为 eth0,并为其配置 IP 和路由,将其网关设为 docker0,如下,这样整个容器的 bridge 网络通信环境就建立起来了,其他容器的建立方式也是如此,最终各容器之间就通过 docker0 这个桥梁互联互通了。

Docker 单主机网络

下文将讨论更为复杂的 multi-host 网络。

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Docker 单主机网络