【Docker】Docker Network(网络)

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一、Docker为什么必要网络管理

容器的网络默认与宿主机及其他容器都是相互隔离， 但同时我们也要考虑下面的一些问题， 比如：

• 多个容器之间是怎样通讯的
  
• 容器和宿主机是怎样通讯的
  
• 容器和外界主机是怎样通讯的
  
• 容器中要运行一些网络应用(如 nginx、 web 应用、数据库等)，假如要让外部也可以访问这些容器内运行的网络应用应该怎样实现
  
• 容器不想让它的网络与宿主机、与其他容器隔离应该怎样实现
  
• 容器根本不必要网络的时候应该怎样实现
  
• 容器必要更高的定制化网络（如定制特殊的集群网络、定制容器间的局域网）应该怎样实现
  
• …
  

上述的这些问题都必要我们对容器的网络进行合理的管理才气办理，这就体现出了容器网络管理的重要性。

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二、Docker网络架构简介

Docker 容器网络 是为应用步伐所创造的假造环境的一部分，它能让应用从宿主机操纵系统的网络环境中独立出来，形成容器自有的网络装备、 IP 协议栈、端口套接字、 IP路由表、防火墙等等与网络相关的模块。
Docker 为实现容器网络，重要采用的架构由三部分构成：CNM、 Libnetwork 和驱动。
CNM

Docker 网络架构采用的计划规范是 CNM（Container Network Model）。 CNM 中规定了 Docker 网络的底子构成要素： Sandbox、 Endpoint、 Network。

• Sandbox：提供了容器的假造网络栈，也即端口、套接字、 IP 路由表、防火墙、DNS 设置等内容。重要用于隔离容器网络与宿主机网络，形成了完全独立的容器网络环境。
  
• Network： Docker 内部的假造子网，使得网络内的到场者可以或许进行通讯。
  
• Endpoint：就是假造网络的接口，就像普通网络接口一样, Endpoint 的重要职责是负责创建毗连。 Endpoint 类似于常见的网络适配器，那也就意味着一个 Endpoint 只能接入某一个网络， 当容器必要接入到多个网络，就必要多个 Endpoint。
  

如上图所示，容器 B 有两个 Endpoint 并且分别接入 Networkd A 和 Network B。那么容器 A 和容器 B 之间是可以实现通讯的，因为都接入了 NetworkA。但是容器 A 和容器 C 不可以通过容器 B 的两个 Endpoint 通讯。

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Libnetwork

Libnetwork 是 CNM 的一个标准实现。 Libnetwork 是开源库，采用 Go 语言编写（跨平台的），也是 Docker 所使用的库， Docker 网络架构的核心代码都在这个库中。Libnetwork 实现了 CNM 中定义的全部三个组件，此外它还实现了当地服务发现、基于 Ingress 的容器负载均衡，以及网络控制层和管理层等功能。

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驱动

驱动 重要负责实现数据层相关内容，比方网络的连通性和隔离性是由驱动来处理惩罚的。驱动通过实现特定网络范例的方式扩展了 Docker 网络栈，比方桥接网络和覆盖网络。
Docker 内置了若干驱动，通常被称作原生驱动或者当地驱动。比方 Bridge Driver、Host Driver、 Overlay Driver、 MacVLan Driver、 IPVLan Driver、 None Driver 等等。每个驱动负责创建其上所有网络资源的创建和管理。

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三、常见网络范例

• bridge网络
  bridge 驱动会在 Docker 管理的主机上创建一个 Linux 网桥。默认情况下，网桥上的容器可以相互通讯。也可以通过 bridge 驱动步伐设置，实现对外部容器的访问。Docker 容器的默认网络驱动.当我们必要多个容器在同一个 Docker 主机上通讯时，桥接网络是最佳选择。
  
• host 网络
  对于独立容器，移除容器和 Docker 主机之间的网络隔离，并直接使用主机的网络。当网络堆栈不应该与 Docker 主机隔离，但是希望容器的其他资源被隔离时，主机网络是最佳选择。
  
• container 网络
  这个模式指定新创建的容器和引进存在的一个容器共享一个网络 ，而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡，设置自己的 ip，而是和一个指定的容器共享 ip，端口等，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、历程列表等还是隔离的。两个容器的历程可以通过 lo 网卡装备通讯。
  
• none 网络
  Docker 容器拥有自己的 Network Namespace，但是，并不为Docker 容器进行任何网络设置。也就是说，这个 Docker 容器没有网卡、IP、路由等信息。容器完全网络隔离。
  
• overlay 网络
  借助 Docker 集群模块 Docker Swarm 搭建的跨 Docker Daemon 网络。将多个Docker 守护历程毗连在一起，使集群服务可以或许相互通讯。当我们必要运行在不同Docker 主机上的容器进行通讯时，或者当多个应用步伐使用集群服务协同工作时，覆盖网络是最佳选择。
  

别的，在 Docker 安装时，会主动安装一块 Docker 网卡称为 docker0，它是一个网桥装备，重要用于 Docker 各容器及宿主机的网络通讯。

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四、Docker网络管理下令

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docker network create

• 功能
  创建自定义网络
  
• 语法
  

1. docker network create [OPTIONS] NETWORK

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • -d, --driver： 网络驱动
    
  • --gateway： 网关地点
    
  • --subnet： 体现网段的 CIDR 格式的子网
    
  • --ipv6： 启用 ipv6
    
  
  
• 样例
  

1. #创建自定义网络
2. docker network create mynet1 --subnet=192.168.0.0/16
3. #查看网络列表
4. docker network ls
5. #查看网络详细信息
6. docker network inspect mynet1

复制代码

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docker network inspect

• 功能
  查看网络详情
  
• 语法
  

1. docker network inspect [OPTIONS] NETWORK [NETWORK...]

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • -f,--format:指定格式
    
  
  
• 样例
  

1. #查看mynet1、mynet2网络详情
2. docker network inspect mynet1 mynet2

复制代码

我们创建的容器默认使用的是桥接网络

1. docker network inspect bridge

复制代码

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docker network connect

• 功能
  于将容器毗连到网络。可以按名称或 ID 毗连容器。 一旦毗连，容器可以与同一网络中的其他容器通讯。
  
• 语法
  

1. docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • --ip： 指定 IP 地点
    
  • --ip6： 指定 IPv6 地点
    
  
  
• 样例
  

1. #创建自定义网络mynet3
2. docker network create mynet3 --subnet=10.2.0.0/16
3. #运行一个容器busybox
4. docker run -dit --name busybox1 busybox:1.36.0

复制代码

1. docker network connect mynet3 busybox1

复制代码

1. docker network inspect mynet3

复制代码

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docker network disconnect

• 功能
  断开网络
  
• 语法
  

1. docker network disconnect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • -f:强制退出
    
  
  
• 样例
  

1. docker network inspect mynet3

复制代码

1. docker network disconnect mynet3 busybox1

复制代码

1. docker exec -it busybox1 sh

复制代码

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docker network prune

• 功能
  删除不使用的网络
  
• 语法
  

1. docker network prune
2. [OPTIONS]

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • -f, --force ： 不提示
    
  
  
• 样例
  

1. docker network prune

复制代码

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docker network rm

• 功能
  删除1个或多个网络
  
• 语法
  

1. docker network rm NETWORK [NETWORK...]

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • -f:强制退出
    
  
  
• 样例
  

1. docker network create mynet1
2. docker network create mynet2
3. docker network create mynet3
4. docker run -itd --name busybox2 busybox:1.36.0

复制代码

1. docker network connect mynet3 busybox2
2. docker inspect mynet3
3. docker network rm mynet1 mynet2 mynet3

复制代码

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docker network ls

• 功能
  列出网络
  
• 语法
  

1. docker network ls [OPTIONS]

复制代码

• 别名
  

1. docker network list

复制代码

• 关键参数
  
  
  
  • -f, --filter:指定过滤条件
    
  • --format:指定格式
    
  • --no-trunc:不截断
    
  • -q, --quiet :仅仅表现 id
    
  
  
• 样例
  

1. #返回名字为host的网络
2. docker network ls -f name=host
3. #以json形式返回网络列表
4. docker network ls --format json
5. #不截断返回列表
6. docker network ls --no-trunc
7. #仅仅返回网络id
8. docker network ls -q

复制代码

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网络下令根本操纵

• 创建一个网络mynet6
  

1. docker network create mynet6 --subnet=10.15.0.0/16

复制代码

• 创建容器时指定网络
  

1. docker run -itd --name busybox3 --network mynet6 busybox:1.36.0
2. docker inspect busybox3
3. docker inspect mynet6

复制代码

• 先创建容器，再指定网络
  

1. docker run -itd --name busybox4 busybox:1.36.0
2. docker network connect mynet6 busybox4

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• 将容器移除出网络并删除网络
  

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五、网络详解

docker Bridge网络

网络介绍

Docker Bridge 网络采用内置的 bridge 驱动， bridge 驱动底层采用的是 Linux 内核中Linux bridge 技能。就网络而言， bridge 网络是在网络段之间转发流量的链路层装备，而网桥可以是在主机内核中运行的硬件装备或软件装备；就 Docker 而言，桥接网络使用软件网桥 docker0，它允许毗连到同一网桥网络的容器进行通讯，同时提供与未毗连到该网桥网络容器的隔离。
Docker Container 的 bridge 桥接模式 可以参考下图：

默认情况下，创建的容器在没有使用 --network 参数指定要加入的 docker 网络时，默认都是加入 Docker 默认的单机桥接网络，即下面的 name 为 bridge 的网络。

默认的 bridge 网络会被映射到内核中为 docker0 的网桥上。Docker 默认的 bridge 网络和 Linux 内核中的 docker0 网桥是逐一对应的关系。bridge 是 Docker 对网络的定名，而 docker0 是内核中网桥的名字。

生存案例

bridge 就像一个立交桥一样，有许多条路可以四通八达，每条路都毗连了 2 个方向的通道。

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操纵案例

容器间的网络通讯

• 创建两个容器检查二者是否网络互通
  

1. #创建两个容器
2. docker run -itd --name b1 busybox:1.36.0
3. docker run -itd --name b2 busybox:1.36.0
4. #分别进入两个容器
5. docker exec -it b1 sh
6. docker exec -it b2 sh

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• 查看两个容器之间网络是否互通
  

• 停掉一个容器，看一下网络是否会主动断开
  

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创建自定义bridge

在默认情况下， 我们创建的容器都会毗连在 docker0 这个 bridge 上。那其实我们也可以创建一些自定义的 bridge，让运行的容器通过自定义 bridge 进行通讯。

• 创建一个自定义bridge网络
  

1. docker network create mynet4

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• 创建两个容器并加入刚刚创建的桥接网络
  

1. docker run -itd --name b3 --network mynet4 busybox:1.36.0
2. docker run -itd --name b4 --network mynet4 busybox:1.36.0

复制代码

• 查看两个容器间是否网络互通
  

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DNS解析

Docker 自定义桥接网络是支持通过 Docker DNS 服务进行域名解析的， 也就是说我们可以直接使用容器名进行通讯，因为 DNS 服务可以解析容器名到 IP 地点的映射， 但是默认的 bridge 网络是不支持 DNS 的。

• 查看默认的bridge网络是否支持DNS解析
  

1. docker run -itd --name b51 busybox:1.36.0
2. docker run -itd --name b52 busybox:1.36.0

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• 创建一个自定义网络，并创建两个新的容器加入进去
  

• 分别在两个容器中ping对方的名称， 发现可以ping通
  

因此，这里我们可以得出结论：默认的bridge网络不支持DNS域名解析，而自己创建的自定义bridge网络则支持。

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端口暴露和转发

• 暴露方式
  端口暴露有 2 种方式，在启动容器的时候添加端口参数，一种 -P 暴露所有端口，一种是-p，暴露指定端口
  
  
  
  • -P
    将指定的容器端口映射至主机所有地点的一个动态端口， ·“动态端口”指随机端口，详细的映射结果可使用 docker port 下令查看
    
  • -p <hostPort>:<containerPort>
    将容器端口映射至指定的主机端口
    
  
  
• 端口转发
  毗连 bridge 网络的容器只能与毗连在当前网络中的容器进行通讯。假如一个容器想要对外提供一些网络服务的话，必要进行端口转发才可以实现。
  端口转发将 Docker 容器的端口映射到宿主机的端口上，那么任何发送到宿主机该端口的流量，都会被转发到容器的端口中。如下图所示，两个容器内部均开放 80 端口，它们分别映射到宿主机的 8088 和 8089 端口， 即体现任何发送到 8088 端口的流量都会转发到 Container 1 容器的 80 端口， 发送到 8089 端口的流程都会转发到Container 2 容器的 80 端口。
  
  
  
  

1. docker run -d --name mynginx1 -p 8060:80 nginx:1.24.0
2. docker port mynginx1

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docker Host 网络

网络介绍

Docker 容器运行默认都会分配独立的 Network Namespace 隔离子系统， 但是假如基于 host 网络模式，容器将不会获得一个独立的 Network Namespace, 而是和宿主机共用同一个 Network Namespace，容器将不会假造出自己的网卡， IP 等，而是直接使用宿主机的 IP 和端口。

毗连到 host 网络的容器共享宿主机的网络栈，容器的网络设置与宿主机完全一样。我们可以通过 --network=host 指定使用 host 网络。

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操纵案例

• 创建两个容器，分别使用两种网络（桥接网络和host网络）
  

1. docker run -itd --name b61 busybox:1.36.0
2. docker run -itd --name b62 --network host busybox:1.36.0

复制代码

• 分别查看两个容器网络的差异
  

这里我们必要注意一下，host网络的缺点就是宿主机的端口假如被占用，那么容器将不能使用该端口。

1. docker run -d --name mynginx2 --network host nginx:1.24.0
2. #查看容器日志信息
3. docker logs mynginx2

复制代码

• 之前我们提到 bridge 网络在通讯的时候必要进行端口转发以及 NAT 地点转换，这势必会消耗掉一些资源以及性能。
  
• 那么直接使用 host 网络最大的利益就是性能好，假如容器对网络传输服从有较高的要求，发起选择 host 网络。固然也会牺牲一些东西，比如要考虑端口冲突问题，其他服务已经被占用的端口就不能再使用了。
  

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docker Container 网络

网络介绍

Docker Container 的 other container 网络模式是 Docker 中一种较为特殊的网络的模式。之所以称为“other container 模式”，是因为这个模式下的 Docker Container，会使用其他容器的网络环境。之所以称为“特殊”，是因为这个模式下容器的网络隔离性会处于 bridge 桥接模式与 host 模式之间。 Docker Container 共享其他容器的网络环境，则至少这两个容器之间不存在网络隔离，而这两个容器又与宿主机以及除此之外其他的容器存在网络隔离。

Docker Container 的 other container 网络模式实现逻辑如下：

• 查找 other container（即必要被共享网络环境的容器）的网络 namespace；
  
• 将新创建的 Docker Container（也是必要共享其他网络的容器）的 namespace，使用 other container 的 namespace
  

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操纵案例

• 创建两个容器，并将第二个容器加入第一个容器网络中。
  

1. docker run -itd --name b71 busybox:1.36.0
2. docker run -itd --name b72 --network container:b71 busybox:1.36.0

复制代码

• 查看两个容器的IP信息
  

• 停掉第一个容器，查看情况
  

• 重启两个容器，容器网络得到恢复
  

在这种模式下的 Docker Container 可以通过 localhost 来访问 namespace 下的其他容器，传输服从较高。但是两个容器之间存在依赖，假如依赖容器重启了，会导致别的一个服务的网络不可用。

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docker none 网络

网络介绍

none 网络 就是指没有网络。挂在这个网络下的容器除了 lo(当地回环)，没有其他任何网卡。
操纵案例

在运行容器的时候，可以通过 --network=none 参数来指定容器使用 none 网络。

• 创建一个容器，并加入none网络
  

1. docker run -itd --name b8 --network none busybox:1.36.0

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• 在容器中查看IP信息
  

• 针对一些对安全性要求比较高并且不必要联网的应用， 可以使用 none 网络， 比如生成随秘密码， 制止生成密码被第三方获取。
  
• 一些第三方的应用可能必要 docker 帮助创建一个没有网络的容器， 网络由第三方自己来设置。
  

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