如何理解docker中的網(wǎng)絡(luò)模式和跨主機(jī)通信

今天就跟大家聊聊有關(guān)如何理解docker中的網(wǎng)絡(luò)模式和跨主機(jī)通信，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

Docker的四種網(wǎng)絡(luò)模式Bridge模式

當(dāng)Docker進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，會(huì)在主機(jī)上創(chuàng)建一個(gè)名為docker0...



Docker的四種網(wǎng)絡(luò)模式

Bridge模式


當(dāng)Docker進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，會(huì)在主機(jī)上創(chuàng)建一個(gè)名為docker0的虛擬網(wǎng)橋，此主機(jī)上啟動(dòng)的Docker容器會(huì)連接到這個(gè)虛擬網(wǎng)橋上。虛擬網(wǎng)橋的工作方式和物理交換機(jī)類似，這樣主機(jī)上的所有容器就通過(guò)交換機(jī)連在了一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)中。

從docker0子網(wǎng)中分配一個(gè)IP給容器使用，并設(shè)置docker0的IP地址為容器的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。在主機(jī)上創(chuàng)建一對(duì)虛擬網(wǎng)卡veth pair設(shè)備，Docker將veth pair設(shè)備的一端放在新創(chuàng)建的容器中，并命名為eth0（容器的網(wǎng)卡），另一端放在主機(jī)中，以vethxxx這樣類似的名字命名，并將這個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加入到docker0網(wǎng)橋中?？梢酝ㄟ^(guò)brctl show命令查看。

bridge模式是docker的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)模式，不寫(xiě)--net參數(shù)，就是bridge模式。使用docker run -p時(shí)，docker實(shí)際是在iptables做了DNAT規(guī)則，實(shí)現(xiàn)端口轉(zhuǎn)發(fā)功能?？梢允褂胕ptables -t nat -vnL查看。

bridge模式如下圖所示：



演示：

#docker run -tid --net=bridge --name docker_bri1 ubuntu-base:v3
#docker run -tid --net=bridge --name docker_bri2 ubuntu-base:v3

#brctl show
#docker exec -ti docker_bri1 /bin/bash
#docker exec -ti docker_bri1 /bin/bash

#ifconfig –a
#route –n

Host模式


如果啟動(dòng)容器的時(shí)候使用host模式，那么這個(gè)容器將不會(huì)獲得一個(gè)獨(dú)立的Network Namespace，而是和宿主機(jī)共用一個(gè)Network Namespace。容器將不會(huì)虛擬出自己的網(wǎng)卡，配置自己的IP等，而是使用宿主機(jī)的IP和端口。但是，容器的其他方面，如文件系統(tǒng)、進(jìn)程列表等還是和宿主機(jī)隔離的。

Host模式如下圖所示：



演示：

#docker run -tid --net=host --name docker_host1 ubuntu-base:v3
#docker run -tid --net=host --name docker_host2 ubuntu-base:v3

#docker exec -ti docker_host1 /bin/bash
#docker exec -ti docker_host1 /bin/bash

#ifconfig –a
#route –n

Container模式


這個(gè)模式指定新創(chuàng)建的容器和已經(jīng)存在的一個(gè)容器共享一個(gè) Network Namespace，而不是和宿主機(jī)共享。新創(chuàng)建的容器不會(huì)創(chuàng)建自己的網(wǎng)卡，配置自己的 IP，而是和一個(gè)指定的容器共享 IP、端口范圍等。同樣，兩個(gè)容器除了網(wǎng)絡(luò)方面，其他的如文件系統(tǒng)、進(jìn)程列表等還是隔離的。兩個(gè)容器的進(jìn)程可以通過(guò) lo 網(wǎng)卡設(shè)備通信。

Container模式示意圖：



演示：

#docker run -tid --net=container:docker_bri1 --name docker_con1 ubuntu-base:v3
#docker exec -ti docker_con1 /bin/bash
#docker exec -ti docker_bri1 /bin/bash
#ifconfig –a
#route -n

None模式


使用none模式，Docker容器擁有自己的Network Namespace，但是，并不為Docker容器進(jìn)行任何網(wǎng)絡(luò)配置。也就是說(shuō)，這個(gè)Docker容器沒(méi)有網(wǎng)卡、IP、路由等信息。需要我們自己為Docker容器添加網(wǎng)卡、配置IP等。

Node模式示意圖:

演示：

#docker run -tid --net=none --name docker_non1 ubuntu-base:v3
#docker exec -ti docker_non1 /bin/bash
#ifconfig –a
#route -n

跨主機(jī)通信

Docker默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，單臺(tái)主機(jī)上的Docker容器可以通過(guò)docker0網(wǎng)橋直接通信，而不同主機(jī)上的Docker容器之間只能通過(guò)在主機(jī)上做端口映射進(jìn)行通信。這種端口映射方式對(duì)很多集群應(yīng)用來(lái)說(shuō)極不方便。如果能讓Docker容器之間直接使用自己的IP地址進(jìn)行通信，會(huì)解決很多問(wèn)題。按實(shí)現(xiàn)原理可分別直接路由方式、橋接方式（如pipework）、Overlay隧道方式（如flannel、ovs+gre）等。

直接路由


通過(guò)在Docker主機(jī)上添加靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)跨宿主機(jī)通信：

Pipework

Pipework是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的Docker容器網(wǎng)絡(luò)配置工具。由200多行shell腳本實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使用ip、brctl、ovs-vsctl等命令來(lái)為Docker容器配置自定義的網(wǎng)橋、網(wǎng)卡、路由等。

• 使用新建的bri0網(wǎng)橋代替缺省的docker0網(wǎng)橋

• bri0網(wǎng)橋與缺省的docker0網(wǎng)橋的區(qū)別：bri0和主機(jī)eth0之間是veth pair

Flannel(Flannel + UDP 或者 Flannel + VxLAN)

Flannel實(shí)現(xiàn)的容器的跨主機(jī)通信通過(guò)如下過(guò)程實(shí)現(xiàn)：

• 每個(gè)主機(jī)上安裝并運(yùn)行etcd和flannel；

• 在etcd中規(guī)劃配置所有主機(jī)的docker0子網(wǎng)范圍；

• 每個(gè)主機(jī)上的flanneld根據(jù)etcd中的配置，為本主機(jī)的docker0分配子網(wǎng)，保證所有主機(jī)上的docker0網(wǎng)段不重復(fù)，并將結(jié)果（即本主機(jī)上的docker0子網(wǎng)信息和本主機(jī)IP的對(duì)應(yīng)關(guān)系）存入etcd庫(kù)中，這樣etcd庫(kù)中就保存了所有主機(jī)上的docker子網(wǎng)信息和本主機(jī)IP的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

• 當(dāng)需要與其他主機(jī)上的容器進(jìn)行通信時(shí)，查找etcd數(shù)據(jù)庫(kù)，找到目的容器的子網(wǎng)所對(duì)應(yīng)的outip（目的宿主機(jī)的IP）；

• 將原始數(shù)據(jù)包封裝在VXLAN或UDP數(shù)據(jù)包中，IP層以outip為目的IP進(jìn)行封裝；

• 由于目的IP是宿主機(jī)IP，因此路由是可達(dá)的；

• VXLAN或UDP數(shù)據(jù)包到達(dá)目的宿主機(jī)解封裝，解出原始數(shù)據(jù)包，最終到達(dá)目的容器。

Flannel模式如下圖所示： 


演示：

#/opt/bin/etcdctl get /coreos.com/network/config
#/opt/bin/etcdctl ls /coreos.com/network/subnets
#/opt/bin/etcdctl get /coreos.com/network/subnets/172.16.49.0-24

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)如何理解docker中的網(wǎng)絡(luò)模式和跨主機(jī)通信有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。