了解Docker的五种网络模式
2022/06/04 18:21:46
一、Docker 网络实现的原理
Docker 使用Linux bridge 技术，当Docker server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。
接下来就要为容器分配IP了，Docker会从RFC1918所定义的私有IP网段中，选择一个和宿主机不同的IP地址（Container-IP）和子网（每个容器的默认网关）分配给docker0，连接到docker0的容器就从这个子网中选择一个未占用的IP使用。
如一般Docker会使用172.17.0.0/16这个网段，并将172.17.0.1/16分配给docker0网桥（在主机上使用ifconfig命令是可以看到docker0的，可以认为它是网桥的管理接口，在宿主机上作为一块虚拟网卡使用）。
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网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络时无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过Container-IP访问到容器。
如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主机（端口映射），即docker run 创建容器的时候通过-p或-P参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。
随机映射端口（从32768开始）docker run -d --name test1 -P alpine
指定映射端口 docker run -d --name test2 -p 88:80 alpine
看下面的截图，我们发现这个容器带来的网卡都是一对一对的，这就是evth-pair(virtual Ethernet pair)技术，就是一对的虚拟设备接口，它们都是成对出现的，一段连接着协议，一段彼此相连。正因为有这个特性，evth-pair充当一个桥梁，来连接各种虚拟网络设备。
二、Docker的网络模式
默认网络
当你安装Docker时，它会自动创建三个网络bridge （创建容器默认连接到此网络）、none、host。你可以使用以下docker network ls 或者docker network list 命令列出这些网络
使用docker run 创建docker 容器时，可以用--net 或--network 选项指定容器的网络模式
host模式：使用--net=host指定
none模式：使用--net=none 指定
container模式：使用--net=container
bridge模式：使用--net=bridge 指定，默认设置，可省略
2.1 Host 模式
host模式：使用--net=host 指定
相当于VMware 中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但是没有独立IP地址，直接使用宿主机的IP地址与外界进行通信，不再需要额外进行转换。
docker启动时指定-network=host或-net=host，此时通过-p映射端口不会气到任何作用，端口号会以主机端口号为主，重复时则递增。
Docker 使用了Linux 的Namespace 技术来进行资源隔离，如 PID Namespace 隔离进程，Mount Namespace 隔离文件系统，Network Namespace 隔离网络等。一个Network Namespace 提供了一份独立的网络环境，包括网卡，路由，iptable 规则等都与其他Network Namespace 隔离。一个Docker 容器一般会分配一个独立的Network Namespace。
但是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和端口范围。此时容器不再拥有隔离的、独立的网络栈，不拥有端口资源。
容器的网络使用的是宿主机的网络，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。
2.2 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。这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡。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。
2.3 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 （网络命名空间），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。
2.4 bridge 模式
bridge 模式是docker 的默认网络模式，不用--net 参数，就是bridge模式。
相当于VMware 中的nat 模式，容器使用独立network Namespace ，并连接到docker0 虚拟网卡。通过docker0 网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network Namespace、设置IP等，并将一个主机上的Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。
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。veth 设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth 设备常用来连接两个网络设备。
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veth*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。
yum install bridge-utils -y
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 -nL 查看。
2.5 自定义网络模式
新建自定义网络：docker network create ${network-name}
以我们新建的网络启动两个alpine容器，进入任意一个容器，ping另外一个容器的名字，yeah，ping通了～
Docker 使用Linux bridge 技术，当Docker server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。
接下来就要为容器分配IP了，Docker会从RFC1918所定义的私有IP网段中，选择一个和宿主机不同的IP地址（Container-IP）和子网（每个容器的默认网关）分配给docker0，连接到docker0的容器就从这个子网中选择一个未占用的IP使用。
如一般Docker会使用172.17.0.0/16这个网段，并将172.17.0.1/16分配给docker0网桥（在主机上使用ifconfig命令是可以看到docker0的，可以认为它是网桥的管理接口，在宿主机上作为一块虚拟网卡使用）。
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网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络时无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过Container-IP访问到容器。
如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主机（端口映射），即docker run 创建容器的时候通过-p或-P参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。
随机映射端口（从32768开始）docker run -d --name test1 -P alpine
指定映射端口 docker run -d --name test2 -p 88:80 alpine
看下面的截图，我们发现这个容器带来的网卡都是一对一对的，这就是evth-pair(virtual Ethernet pair)技术，就是一对的虚拟设备接口，它们都是成对出现的，一段连接着协议，一段彼此相连。正因为有这个特性，evth-pair充当一个桥梁，来连接各种虚拟网络设备。
二、Docker的网络模式
默认网络
当你安装Docker时，它会自动创建三个网络bridge （创建容器默认连接到此网络）、none、host。你可以使用以下docker network ls 或者docker network list 命令列出这些网络
使用docker run 创建docker 容器时，可以用--net 或--network 选项指定容器的网络模式
host模式：使用--net=host指定
none模式：使用--net=none 指定
container模式：使用--net=container
bridge模式：使用--net=bridge 指定，默认设置，可省略
2.1 Host 模式
host模式：使用--net=host 指定
相当于VMware 中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但是没有独立IP地址，直接使用宿主机的IP地址与外界进行通信，不再需要额外进行转换。
docker启动时指定-network=host或-net=host，此时通过-p映射端口不会气到任何作用，端口号会以主机端口号为主，重复时则递增。
Docker 使用了Linux 的Namespace 技术来进行资源隔离，如 PID Namespace 隔离进程，Mount Namespace 隔离文件系统，Network Namespace 隔离网络等。一个Network Namespace 提供了一份独立的网络环境，包括网卡，路由，iptable 规则等都与其他Network Namespace 隔离。一个Docker 容器一般会分配一个独立的Network Namespace。
但是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和端口范围。此时容器不再拥有隔离的、独立的网络栈，不拥有端口资源。
容器的网络使用的是宿主机的网络，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。
2.2 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。这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡。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。
2.3 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 （网络命名空间），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。
2.4 bridge 模式
bridge 模式是docker 的默认网络模式，不用--net 参数，就是bridge模式。
相当于VMware 中的nat 模式，容器使用独立network Namespace ，并连接到docker0 虚拟网卡。通过docker0 网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network Namespace、设置IP等，并将一个主机上的Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。
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。veth 设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth 设备常用来连接两个网络设备。
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veth*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。
yum install bridge-utils -y
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 -nL 查看。
2.5 自定义网络模式
新建自定义网络：docker network create ${network-name}
以我们新建的网络启动两个alpine容器，进入任意一个容器，ping另外一个容器的名字，yeah，ping通了～