如何理解docker中的網絡模式和跨主機通信

今天就跟大家聊聊有關如何理解docker中的網絡模式和跨主機通信，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

Docker的四種網絡模式Bridge模式

當Docker進程啟動時，會在主機上創建一個名為docker0...



Docker的四種網絡模式

Bridge模式


當Docker進程啟動時，會在主機上創建一個名為docker0的虛擬網橋，此主機上啟動的Docker容器會連接到這個虛擬網橋上。虛擬網橋的工作方式和物理交換機類似，這樣主機上的所有容器就通過交換機連在了一個二層網絡中。

從docker0子網中分配一個IP給容器使用，并設置docker0的IP地址為容器的默認網關。在主機上創建一對虛擬網卡veth pair設備，Docker將veth pair設備的一端放在新創建的容器中，并命名為eth0（容器的網卡），另一端放在主機中，以vethxxx這樣類似的名字命名，并將這個網絡設備加入到docker0網橋中。可以通過brctl show命令查看。

bridge模式是docker的默認網絡模式，不寫--net參數，就是bridge模式。使用docker run -p時，docker實際是在iptables做了DNAT規則，實現端口轉發功能。可以使用iptables -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


如果啟動容器的時候使用host模式，那么這個容器將不會獲得一個獨立的Network Namespace，而是和宿主機共用一個Network Namespace。容器將不會虛擬出自己的網卡，配置自己的IP等，而是使用宿主機的IP和端口。但是，容器的其他方面，如文件系統、進程列表等還是和宿主機隔離的。

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


這個模式指定新創建的容器和已經存在的一個容器共享一個 Network Namespace，而不是和宿主機共享。新創建的容器不會創建自己的網卡，配置自己的 IP，而是和一個指定的容器共享 IP、端口范圍等。同樣，兩個容器除了網絡方面，其他的如文件系統、進程列表等還是隔離的。兩個容器的進程可以通過 lo 網卡設備通信。

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容器進行任何網絡配置。也就是說，這個Docker容器沒有網卡、IP、路由等信息。需要我們自己為Docker容器添加網卡、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

跨主機通信

Docker默認的網絡環境下，單臺主機上的Docker容器可以通過docker0網橋直接通信，而不同主機上的Docker容器之間只能通過在主機上做端口映射進行通信。這種端口映射方式對很多集群應用來說極不方便。如果能讓Docker容器之間直接使用自己的IP地址進行通信，會解決很多問題。按實現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


通過在Docker主機上添加靜態路由實現跨宿主機通信：

Pipework

Pipework是一個簡單易用的Docker容器網絡配置工具。由200多行shell腳本實現。通過使用ip、brctl、ovs-vsctl等命令來為Docker容器配置自定義的網橋、網卡、路由等。

• 使用新建的bri0網橋代替缺省的docker0網橋

• bri0網橋與缺省的docker0網橋的區別：bri0和主機eth0之間是veth pair

Flannel(Flannel + UDP 或者 Flannel + VxLAN)

Flannel實現的容器的跨主機通信通過如下過程實現：

• 每個主機上安裝并運行etcd和flannel；

• 在etcd中規劃配置所有主機的docker0子網范圍；

• 每個主機上的flanneld根據etcd中的配置，為本主機的docker0分配子網，保證所有主機上的docker0網段不重復，并將結果（即本主機上的docker0子網信息和本主機IP的對應關系）存入etcd庫中，這樣etcd庫中就保存了所有主機上的docker子網信息和本主機IP的對應關系；

• 當需要與其他主機上的容器進行通信時，查找etcd數據庫，找到目的容器的子網所對應的outip（目的宿主機的IP）；

• 將原始數據包封裝在VXLAN或UDP數據包中，IP層以outip為目的IP進行封裝；

• 由于目的IP是宿主機IP，因此路由是可達的；

• VXLAN或UDP數據包到達目的宿主機解封裝，解出原始數據包，最終到達目的容器。

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

看完上述內容，你們對如何理解docker中的網絡模式和跨主機通信有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注億速云行業資訊頻道，感謝大家的支持。