[ Docker ] 基础的网络应用

1. Docker 基本网络模型

Docker 有 4 种基本的网络模型：

1. bridge 桥接模式
2. host 网络模式
3. container 联盟模式
4. none 模式

Docker daemon 在启动时会创建一个虚拟网桥 docker0 默认地址为 172.17.0.1/16 ，容器启动后会被桥接到 docker0 上，并自动分配到一个 IP 地址。

Docker 在启动容器时，默认采用的是 bridge 桥接模式，可以通过 -net 进行指定。

以下是 Docker 网络初始化过程：

 

1.1 bridge 桥接网络模型

Bridge 桥接模式的实现逻辑如下：

Bridge 桥接模式的实现步骤主要如下：

1. Docker Daemon 利用 veth pair 技术,在宿主机上创建两个虚拟网络接口设备 假设为veth0 和 veth1，而 veth pair 技术的特性可以保证无论哪一个 veth 接收到网络报文,都会将报文传输给另一方。
2. Docker Daemon 将 veth0 附加到 Docker Daemon 创建的 docker0 网桥上，保证宿主机的网络报文可以发往 veth0
3. Docker Daemon 将 veth1 添加到 Docker Container 所属的 namespace 下,并被改名为 eth0

优势：

　　保证宿主机的网络报文若发往 veth0,则立即会被 eth0 接收，实现宿主机到Docker Container 网络的联通性，同时,也保证 Docker Container 单独使用 eth0,实现容器网络环境的隔离性。

劣势：

　　该模式下 Docker Container 不具有一个公有 IP,即和宿主机的 eth0 不处于同一个网段。导致的结果是宿主机以外的世界不能直接和容器进行通信。虽然 NAT 模式经过中间处理实现了这一点，但是 NAT 模式仍然存在问题与不便,如:容器均需要在宿主机上竞争端口，容器内部服务的访问者需要使用服务发现获知服务的外部端口等。另外，NAT 模式由于是在三层网络上的实现手段,故肯定会影响网络的传输效率。

查看 docker0 网桥信息：

创建一个容器

再次查看 桥接设备

网络逻辑分析：

1.2 Host 网络模式

Host 网络模型实现逻辑如下：

优势：

　　host 模式是 bridge 桥接模式很好的补充。采用 host 模式的 docker container，可以直接使用宿主机的 IP 地址和外界通信，若宿主机的 eth0 是一个公网IP ，那么容器也拥有这个公网 IP
同时容器内服务的端口也可以使用宿主机的端口，无需额外进行 NAT 转换。

劣势：

　　使用 host 模式的 docker container 虽然可以让容器内部的服务和传统情况无差别、无改造的使用，但是由于网络隔离性的弱化,该容器会与宿主机共享竞争网络栈的使用；
容器内部将不再拥有所有的端口资源，原因是部分端口资源已经被宿主机本身的服务占用，还有部分端口已经用以 bridge 网络模式容器的端口映射。

要创建 host 模式的容器，使用 --net host 指定：

可以看到，创建后的容器和宿主机共享网络资源。

1.3 Container 网络模式

Container 网络模型实现逻辑如下：

1. 查找其他 容器的网络 namespace；
2. 将新创建的 docker container 的 namespace，使用其他容器的 namespace

说白了，就是两个容器共享网络等资源。

优势：

　　可以用来更好的服务用于容器间通信，可以通过 localhost 来访问其他容器，传输效率高。虽然多个容器共享网络环境，但是多个容器形成的整体依然与宿主机以及其他容器形成网络隔离。

劣势：

　　并没有改善容器与宿主机以外世界通信的情况。

要创建 Container 模式的容器，使用 --net container:mv1 指定：

在 Container 网络模式中，两个容器是共享网络资源。

1.4 None 网络模式

None 网络模型实现逻辑如下：

网络环境为 none，即不为容器提供任何的网络环境。一旦容器采用了none 网络模式，那么容器内部就只能使用 loopback 网络设备，不会再有其他的网络资源。

要创建 none 模式的容器，使用 --net none 指定：

在 none 网络环境中，只有本地回环地址。

2. 容器其他网络配置项

2.1 Docker 守护进程的两种方式

docker 守护进程默认以 socket 方式，/var/run/docker.sock， 也可开启 ip:port 方式。

Docker 版本信息

编辑 /etc/docker/daemon.json 文件添加：

[root@192.168.118.14 ~]#vim /etc/docker/daemon.json
{
    "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com","http://hub-mirror.c.163.com"],
    "hosts": ["tcp://192.168.118.14:2375", "unix:///var/run/docker.sock"]    # 添加监听端口和 sock 监听
}
[root@192.168.118.14 ~]#systemctl restart docker
[root@192.168.118.14 ~]#netstat -ntplu | egrep docker
tcp        0      0 192.168.118.14:2375     0.0.0.0:*               LISTEN      17309/dockerd

客户端通过 ip:port 方式访问：

2.2 修改 docker0 默认网桥地址

在docker守护进程启动后，docker0的模式地址：172.17.0.1/16

可以通过在 /etc/docker/daemon.json 中修改默认地址：

[root@192.168.118.14 ~]#ip addr show docker0
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default 
    link/ether 02:42:df:37:b9:38 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:dfff:fe37:b938/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
	   
[root@192.168.118.14 ~]#vim /etc/docker/daemon.json
{
    "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com","http://hub-mirror.c.163.com"],
    "hosts": ["tcp://192.168.118.14:2375", "unix:///var/run/docker.sock"],
    "bip": "10.0.10.1/24"	# 设置 docker0 网络ip
}

# 修改完毕重启 docker 服务生效

[root@192.168.118.14 ~]#systemctl restart docker 
[root@192.168.118.14 ~]#ip addr show docker0
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default 
    link/ether 02:42:df:37:b9:38 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.10.1/24 brd 10.0.10.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:dfff:fe37:b938/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

2.3 Docker 端口映射

docker run [-P|-p]

-P: 将为容器暴露的所有端口进行映射：docker run -P nginx
-p: 指定映射容器的端口：docker run -p 80 nginx

访问宿主机的映射端口：

docker run --name ngx_1 --rm -P -d nginx:alpine   --> 宿主机的端口将是随机映射

docker run --name ngx_1 --rm -p 8080:80 -d nginx:alpine --> 11对应的映射，将容器的80端口映射到宿主机的 8080 端口
可以绑定IP地址：
docker run --name ngx_1 --rm -p 192.168.118.14:8080:80 -d nginx:alpine