Docker网络高级知识

目录

容器访问控制

容器访问外部网络

外部访问容器

容器之间访问

快速配置指南

自定义网络拓扑工具

示例：创建一个点到点连接

容器访问控制

容器的访问控制，主要通过 Linux 上的 iptables 防火墙来进行管理和实现。 iptables 是
Linux 上默认的防火墙软件，在大部分发行版中都自带。

默认情况下，容器可以主动访问到外部网络的连接，但是外部网络无法访问到容器

容器访问外部网络

容器要想访问外部网络，需要本地系统的转发支持。在Linux 系统中，检查转发是否打开。

$sysctl net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 1

如果为 0，说明没有开启转发，则需要手动打开。

$sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

如果在启动 Docker 服务的时候设定 --ip-forward=true , Docker 就会自动设定系统的
ip_forward 参数为 1。
 

 容器所有到外部网络的连接，源地址都会被 NAT 成本地系统的 IP 地址。这是使用 iptables的源地址伪装操作实现的。查看主机的 NAT 规则。

$ sudo iptables -t nat -nL
...
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
MASQUERADE all -- 172.17.0.0/16 !172.17.0.0/16
...

其中，上述规则将所有源地址在 172.17.0.0/16 网段，目标地址为其他网段（ 外部网络） 的流量动态伪装为从系统网卡发出。MASQUERADE 跟传统 SNAT 的好处是它能动态从网卡获取地址。

外部访问容器

容器中可以运行一些网络应用，要让外部也可以访问这些应用，可以通过 -P 或 -p 参数来指定端口映射。当使用 -P 标记时，Docker 会随机映射一个 49000~49900 的端口到内部容器开放的网络端口。使用 docker container ls 可以看到，本地主机的 49155 被映射到了容器的 5000 端口。此时访问本机的 49155 端口即可访问容器内 web 应用提供的界面。

$ docker run -d -P training/webapp python app.py
$ docker ps -l

CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS
NAMES
bc533791f3f5 training/webapp:latest python app.py 5 seconds ago Up 2 seconds 0.0.0
.0:49155->5000/tcp nostalgic_morse
同样的，可以通过 docker logs 命令来查看应用的信息。

$ docker logs -f nostalgic_morse

* Running on http://0.0.0.0:5000/
10.0.2.2 - - [23/May/2014 20:16:31] "GET / HTTP/1.1" 200 -
10.0.2.2 - - [23/May/2014 20:16:31] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -
-p 则可以指定要映射的端口，并且，在一个指定端口上只可以绑定一个容器。支持的格式
有 ip:hostPort:containerPort | ip::containerPort | hostPort:containerPort 。

容器之间访问

容器的网络拓扑是否已经互联。默认情况下，所有容器都会被连接到 docker0 网桥上。本地系统的防火墙软件 -- iptables 是否允许通过。当 Docker 启动时，会自动在主机上创建一个 docker0 虚拟网桥，实际上是 Linux 的一个bridge，可以理解为一个软件交换机。它会在挂载到它的网口之间进行转发。同时，Docker 随机分配一个本地未占用的私有网段（ 在 RFC1918 中定义） 中的一个地址给docker0 接口。比如典型的 172.17.42.1 ，掩码为 255.255.0.0 。此后启动的容器内的网口也会自动分配一个同一网段（172.17.0.0/16 ） 的地址。

当创建一个 Docker 容器的时候，同时会创建了一对 veth pair 接口（ 当数据包发送到一个接口时，另外一个接口也可以收到相同的数据包） 。这对接口一端在容器内，即 eth0 ；另一端在本地并被挂载到 docker0 网桥，名称以 veth 开头（ 例如vethAQI2QT ） 。通过这种方式，主机可以跟容器通信，容器之间也可以相互通信。Docker 就创建了在主机和所有容器之间一个虚拟共享网络。

具体操作

方法一：内部网络

docker run -it –rm ubuntu bashdocker run -it –rm ubuntu bash

这个方式只能通过IP形式，前提是要知道每个容器的IP地址。这种方式实用性不强

方法二：使用link

在方式一基础上，使用–link选项，则可以将网络别名（或容器别名）的方法进行ping。 
先启动ubuntu镜像：

docker run -it --rm --name ubuntu1 ubuntu bash

这里将其命名为ubnntu1。 
接着在另一个终端启动再启动ubuntu镜像：

docker run -it --rm --name ubuntu2 --link ubuntu1:ubuntu1  ubuntu bash

对于容器A和容器B之间使用–link连接，必须先启动其中一个容器，比如容器A，然后在启动容器B时，将其连接到容器A。

方式三：自定义bridge网络 

首先在主机上创建一个网络，命令如下：

docker network create mynet

运行ubuntu镜像：

docker run -it --rm --network mynet --network-alias ubuntu1  ubuntu bash

在同一台电脑启动另一个终端，启动ubuntu镜像：

docker run -it --rm --network mynet --network-alias ubuntu2 ubuntu bash

这样在两台容器里使用别名可以相互ping通

推荐使用这个方式。 默认网络中的link是静态的，不允许链接容器重启，而自定义网络下的link是动态的，支持链接容器重启（以及IP变化） 

 

快速配置指南

下面是一个跟 Docker 网络相关的命令列表。
其中有些命令选项只有在 Docker 服务启动的时候才能配置，而且不能马上生效。
-b BRIDGE 或 --bridge=BRIDGE 指定容器挂载的网桥
--bip=CIDR 定制 docker0 的掩码
-H SOCKET... 或 --host=SOCKET... Docker 服务端接收命令的通道
--icc=true|false 是否支持容器之间进行通信
--ip-forward=true|false 请看下文容器之间的通信
--iptables=true|false 是否允许 Docker 添加 iptables 规则
--mtu=BYTES 容器网络中的 MTU
下面2个命令选项既可以在启动服务时指定，也可以在启动容器时指定。在 Docker 服务启动
的时候指定则会成为默认值，后面执行 docker run 时可以覆盖设置的默认值。
--dns=IP_ADDRESS... 使用指定的DNS服务器
--dns-search=DOMAIN... 指定DNS搜索域
最后这些选项只有在 docker run 执行时使用，因为它是针对容器的特性内容。
-h HOSTNAME 或 --hostname=HOSTNAME 配置容器主机名
--link=CONTAINER_NAME:ALIAS 添加到另一个容器的连接
--net=bridge|none|container:NAME_or_ID|host 配置容器的桥接模式
-p SPEC 或 --publish=SPEC 映射容器端口到宿主主机
-P or --publish-all=true|false 映射容器所有端口到宿主主机

自定义网络拓扑工具

pipework
Jérôme Petazzoni 编写了一个叫 pipework 的 shell 脚本，可以帮助用户在比较复杂的场景中完成容器的连接。

playground
Brandon Rhodes 创建了一个提供完整的 Docker 容器网络拓扑管理的 Python库，包括路由、NAT 防火墙；以及一些提供 HTTP, SMTP, POP, IMAP, Telnet, SSH, FTP 的服务器。
 

示例：创建一个点到点连接

默认情况下，Docker 会将所有容器连接到由 docker0 提供的虚拟子网中。用户有时候需要两个容器之间可以直连通信，而不用通过主机网桥进行桥接。解决办法很简单：创建一对 peer 接口，分别放到两个容器中，配置成点到点链路类型即可。
首先启动 2 个容器：

$ docker run -i -t --rm --net=none base /bin/bash
root@1f1f4c1f931a:/#
$ docker run -i -t --rm --net=none base /bin/bash
root@12e343489d2f:/#

找到进程号，然后创建网络命名空间的跟踪文件。

$ docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 1f1f4c1f931a2989
$ docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 12e343489d2f3004
$ sudo mkdir -p /var/run/netns
$ sudo ln -s /proc/2989/ns/net /var/run/netns/2989
$ sudo ln -s /proc/3004/ns/net /var/run/netns/3004

创建一对 peer 接口，然后配置路由

$ sudo ip link add A type veth peer name B
$ sudo ip link set A netns 2989
$ sudo ip netns exec 2989 ip addr add 10.1.1.1/32 dev A
$ sudo ip netns exec 2989 ip link set A up
$ sudo ip netns exec 2989 ip route add 10.1.1.2/32 dev A


$ sudo ip link set B netns 3004
$ sudo ip netns exec 3004 ip addr add 10.1.1.2/32 dev B
$ sudo ip netns exec 3004 ip link set B up
$ sudo ip netns exec 3004 ip route add 10.1.1.1/32 dev B

现在这 2 个容器就可以相互 ping 通，并成功建立连接。点到点链路不需要子网和子网掩码。
此外，也可以不指定 --net=none 来创建点到点链路。这样容器还可以通过原先的网络来通
信。
利用类似的办法，可以创建一个只跟主机通信的容器。但是一般情况下，更推荐使用 --
icc=false 来关闭容器之间的通信。