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  • Docker从入门到精通(六)——容器通信

    想要变成 Docker 的高阶玩家,搞懂 Docker 的容器通信是必不可少的。

    1、需求

    通常一个 Web 项目上线,我们会把开发完成的服务部署在Tomcat 服务器里面,然后需要的持久化数据会存放在数据库 Mysql,那么在服务运行时,少不了 Tomcat 和 Mysql 的交互。

    对应的,应用到 Docker 中,就是 Tomcat 容器和 Mysql 容器间的交互,那么问题来了:

    两个容器之间怎么通信呢?

    1.1 准备两个镜像

    ①、Tomcat

    FROM tomcat:latest
    MAINTAINER itcoke
    WORKDIR /usr/local/tomcat/webapps
    COPY ./webapps/ /usr/local/tomcat/webapps/
    RUN apt update && apt install -y iproute2 && apt install -y iputils-ping && apt install -y vim
    

    这是制作 Tomcat 镜像的 Dockerfile,因为目前最新版的官方 Tomcat 镜像没有一个网络查看命令,所以需要手动安装。

    构建镜像命令:

    docker build -f Dockerfile -t itcoke/mytomcat8:1.0 .

    ②、MySQL

    FROM mysql:8.0
    MAINTAINER itcoke
    RUN apt update && apt install -y iproute2 && apt install -y iputils-ping && apt install -y vim
    

    构建MySQL镜像命令:

    docker build -f Dockerfile -t itcoke/mysql8:1.0 .

    1.2 启动容器

    ①、启动并进入Tomcat容器

    docker run -it -p 8080:8080 --name tomcat1 itcoke/mytomcat8:1.0 /bin/bash

    ②、启动并进入MySQL容器

    docker run -it -p 3306:3306 --name mysql1 itcoke/mysql8:1.0 /bin/bash

    1.3 通过 IP 通信

    容器创建好了,想要进行通信,我们第一时间会想到通过 IP,我们通过如下命令查看容器 IP 地址:

    ip addr

    Tomcat 容器IP:

    MySQL 容器IP:

    可以看到容器是有 IP的,我们在 Tomcat容器ping MySQL容器:

    自此大功告成,我们可以说容器间通信使用 IP 就行。

    2、问题

    通过 IP 通信,我们看似解决了容器间通信的问题,但在实际生产中,我们容器是会经常重新启动的,而上面的容器 IP 是Docker 分配的虚拟IP,这个IP是会变得,假设我们每次重新构建一个容器,那就要重新修改服务配置IP,生产环境会有几十个几百个容器,都要进行修改,这将是很麻烦的。

    那么怎么办呢?熟悉 IP-域名解析的同学,可能会一下想到,保证域名不变的情况,IP 无论怎么变,通过 DNS 解析都是能正确访问到网页的,于是:

    有没有办法通过容器名来通信呢?

    3、容器名通信

    前面我们验证了可以通过容器IP来进行通信,但是容器重新构建IP会发生变化,这给我们造成很大的麻烦,于是我们想到通过容器名来进行通信,下面测试一下:

    PS:前面启动容器时,我们给Tomcat容器命名为 tomcat1,给MySQL容器命名为mysql1。

    我们发现直接通过容器名是不能够通信的。那么应该怎么办呢?

    3.1 容器单向通信

    启动容器的时候通过增加 --link 容器名 参数:

    比如:

    docker run -it -p 8080:8080 --name tomcat1 --link mysql1 3336fdaf451a /bin/bash

    然后,我们在 tomcat1 容器ping mysql1 :

    为什么说是单向通信,如果启动 mysql1 容器的时候没有增加--link 参数,则 mysql1 访问不了 tomcat1。

    PS:如果你查看tomcat1 容器的 /etc/hosts 文件,发现 --link 就是增加了名字解析:

    而mysql1 容器的 /etc/hosts 则没有名字解析:

    4、通信原理

    知道了容器之间可以通信,但是为什么能够通信呢?

    我们启动了一个 Tomcat1容器,启动了一个 MySQL1容器,下面我们看下宿主机IP:

    ①、本机回环地址

    lo,127.0.0.1,不属于任何一个有类别地址类。它代表设备的本地虚拟接口,通常在安装网卡前就可以ping通这个本地回环地址。

    一般用来测试本机的网络配置,能PING通 127.0.0.1 说明本机的IP协议安装没有问题。

    ②、服务器内网地址

    ens33,192.168.88.2,这也是我创建docker宿主机的真实IP地址。

    注意:我这里是安装虚拟机,如果是真实物理机,这个名字可能是eth0,eth0表示第一块网卡,同理eth2表示第二块网卡。

    ③、docker0

    Docker启动的时候会在主机上自动创建一个docker0网桥(注意名字一定是docker0,会有docker1,docker2之类),实际上是一个 Linux 网桥,所有容器的启动如果在docker run的时候没有指定网络模式的情况下都会挂载到docker0网桥上。

    ④、容器地址

    在宿主机查看运行ip addr,可以看到

    tomcat1 的名称是:45: veth8eb364e@if44

    mysql1的名称是:49: veth02cb24d@if48

    我们进入到容器tomcat1内部,查看ip:

    44: eth0@if45

    同理,进入到容器 mysql1 内部,查看ip:

    48: eth0@if49

    不知道大家注没注意到这一串名称的数字其实是关联的,这就是大名鼎鼎的 veth-pair 技术。

    4.1 veth-pair

    veth-pair 就是一对的虚拟设备接口,它都是成对出现的。一端连着协议栈,一端彼此相连着,因为这个特性,它常常充当着一个桥梁,连接着各种虚拟网络设备,典型的例子像“两个 namespace 之间的连接”,“Bridge、OVS 之间的连接”,“Docker 容器之间的连接” 等等,以此构建出非常复杂的虚拟网络结构,比如 OpenStack Neutron。

    image-20211111075145408

    多个容器之间通信依赖 veth-pair 技术:

    5、容器间双向通信

    其实就是利用网桥链接新创建的容器和宿主机,上面图片的 docker0 就是一个网桥。

    docker network ls #查看网桥

    ①、host: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。

    ②、none:该模式关闭了容器的网络功能。

    ③、bridge:此模式会为每一个容器分配、设置IP等,并将容器连接到一个docker0虚拟网桥,通过docker0网桥以及Iptables nat表配置与宿主机通信。

    下面我们就自定义一个网桥,利用自定义bridge模式进行双向通信。

    其实 docker0 就是一个默认网桥,为什么我们还要自定义呢?

    使用自定义的网桥可以控制哪些容器可以互相通信,可以通过容器名通信(自动DNS解析名称到IP地址,这个docker0是不支持的)。

    一、创建自定义网桥

    docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 myBridge

    ②、启动容器

    docker run -it -p 8080:8080 --name tomcat1 --net myBridge 3336fdaf451a /bin/bash

    docker run -it -p 3306:3306 --name mysql1 --net myBridge adaa6a5d739c /bin/bash

    大功告成,我们发现通过容器名称是可以 ping 通了。

    5.1 不同bridge 网络通信

    docker0 和 myBridge 里面的容器可以互相ping通吗?

    答案是不行的,那么如何打通呢?我们只需要将容器链接到另一个网桥即可。

    docker network connect [OPTIONS] network container

    比如,我们要把默认网桥 docker0 上面的 tomcat1-docker0 容器能链接 myBridge 网桥里面的容器,只需要执行以下命令即可。

    docker network connect myBridge tomcat1-docker0

    然后进入 tomcat1-docker0 容器,发现可以 ping 通 myBridge 网桥里面的容器了。

    并且查看 tomcat1-docker0 容器的ip,你会发现有两个 ip了,也就是一个容器,多个ip。

    作者:IT可乐

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