Docker核心技术之网络管理
一、Docker 网络管理简介
为什么需要Docker网络管理
容器的网络默认与宿主机、与其他容器都是相互隔离。
容器中可以运行一些网络应用(如nginx、web应用、数据库等),如果要让外部也可以访问这些容器内运行的网络应用,那么就需要配置网络来实现。
有可能有的需求下,容器不想让它的网络与宿主机、与其他容器隔离。
有可能有的需求下,容器根本不需要网络。
有可能有的需求下,容器需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)。
有可能有的需求下, 容器数量特别多,体量很大的一系列容器的网络管理如何 ……
因此容器的网络管理是非常重要的
Docker中有哪些网络驱动模式
bridge network 模式(网桥):默认的网络模式。类似虚拟机的nat模式
host network 模式(主机):容器与宿主机之间的网络无隔离,即容器直接使用宿主机网络
None network 模式:容器禁用所有网络。
Overlay network 模式(覆盖网络): 利用VXLAN实现的bridge模式
Macvlan network 模式:容器具备Mac地址,使其显示为网络上的物理设备
Docker网络管理命令
查看网络 – docker network ls
作用: 查看已经建立的网络对象
命令格式: docker network ls [OPTIONS]
命令参数(OPTIONS): -f, --filter filter 过滤条件(如 'driver=bridge’)
--format string 格式化打印结果
--no-trunc 不缩略显示
-q, --quiet 只显示网络对象的ID
注意: 默认情况下,docker安装完成后,会自动创建bridge、host、none三种网络驱动
命令演示:
创建网络 – docker network create
作用: 创建新的网络对象
命令格式: docker network create [OPTIONS] NETWORK
命令参数(OPTIONS): -d, --driver string 指定网络的驱动(默认 "bridge")
--subnet strings 指定子网网段(如192.168.0.0/16、172.88.0.0/24)
--ip-range strings 执行容器的IP范围,格式同subnet参数
--gateway strings 子网的IPv4 or IPv6网关,如(192.168.0.1)
注意: host和none模式网络只能存在一个 docker自带的overlay 网络创建依赖于docker swarm(集群负载均衡)服务 192.168.0.0/16 等于 192.168.0.0~192.168.255.255 192.168.8.0/24 172.88.0.0/24 等于 172.88.0.0~172.88.0.255
命令演示:
网络删除 – docker network rm
作用: 删除一个或多个网络
命令格式: docker network rm NETWORK [NETWORK...]
命令参数(OPTIONS): 无
查看网络详细信息 – docker network inspect
作用: 查看一个或多个网络的详细信息
命令格式: docker network inspect [OPTIONS] NETWORK [NETWORK...]
或者 docker inspect [OPTIONS] NETWORK [NETWORK...]
命令参数(OPTIONS): -f, --format string 根据format输出结果
使用网络 – docker run --network
作用: 为启动的容器指定网络模式
命令格式: docker run/create --network NETWORK
命令参数(OPTIONS): 无
注意: 默认情况下,docker创建或启动容器时,会默认使用名为bridge的网络
网络连接与断开 – docker network connect/disconnect
作用: 将指定容器与指定网络进行连接或者断开连接
命令格式: docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
docker network disconnect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
命令参数(OPTIONS): -f, --force 强制断开连接(用于disconnect)
二、Docker网络模式简介
bridge 网络模式(一)
特点: 宿主机上需要单独的bridge网卡,如默认docker默认创建的docker0。
容器之间、容器与主机之间的网络通信,是借助为每一个容器生成的一对veth pair虚拟网络设备对,进行通信的。一个在容器上,另一个在宿主机上。
每创建一个基于bridge网络的容器,都会自动在宿主机上创建一个veth**虚拟网络设备。
外部无法直接访问容器。需要建立端口映射才能访问。
容器借由veth虚拟设备通过如docker0这种bridge网络设备进行通信。
每一容器具有单独的IP
bridge 网络模式(二) – 端口映射
作用: 启动的容器时,为容器进行端口映射
命令格式: docker run/create -P … 或者 docker run/create –p …
命令参数(OPTIONS): -P, --publish-all 将容器内部所有暴露端口进行随机映射
-p, --publish list 手动指定端口映射
注意: -p [HOST_IP]:[HOST_PORT]:CONTAINER_PORT
如:-p ::80 将容器的80端口随机(端口)映射到宿主机任意IP
-p :8000:6379 将容器的6379端口映射到宿主机任意IP的8000端口
-p 192.168.5.1::3306 将容器的3306端口随机(端口)映射到宿主机的192.168.5.1IP上
host 网络模式
特点:
容器完全共享宿主机的网络。网络没有隔离。宿主机的网络就是容器的网络。
容器、主机上的应用所使用的端口不能重复。例如:如果宿主机已经占用了8090端口,那么任何一个host模式的容器都不可以使用8090端口了;反之同理。
外部可以直接访问容器,不需要端口映射。
容器的IP就是宿主机的IP
特殊host 网络模式(Container网络模式)
Container网络模式,其实就是容器共享其他容器的网络。
相当于该容器,,在网络层面上,将其他容器作为“主机”。它们之间的网络没有隔离。
这些容器之间的特性同host模式。
使用方法: Docker run/create --network container:CONTAINER …
none 网络模式
特点:
容器上没有网络,也无任何网络设备。
如果需要使用网络,需要用户自行安装与配置。
应用场景
该模式适合需要高度定制网络的用户使用。
overlay 网络模式(一)
Overlay 网络,也称为覆盖网络。
Overlay 网络的实现方式和方案有多种。Docker自身集成了一种,基于VXLAN隧道技术实现。
Overlay 网络主要用于实现跨主机容器之间的通信。
应用场景:需要管理成百上千个跨主机的容器集群的网络时。
overlay 网络模式(二)- 了解TCP/IP协议栈
overlay 网络模式(三)- 实现原理
IP隧道网络原理
macvlan 网络模式
macvlan网络模式,最主要的特征就是他们的通信会直接基于mac地址进行转发。
这时宿主机其实充当一个二层交换机。Docker会维护着一个MAC地址表,当宿主机网络收到一个数据包后,直接根据mac地址找到对应的容器,再把数据交给对应的容器。
容器之间可以直接通过IP互通,通过宿主机上内建的虚拟网络设备(创建macvlan网络时自动创建),但与主机无法直接利用IP互通。
应用场景:由于每个外来的数据包的目的mac地址就是容器的mac地址,这时每个容器对于外面网络来说就相当于一个真实的物理网络设备。因此当需要让容器来的网络看起来是一个真实的物理机时,使用macvlan模式
三、总结
重点掌握: bridge网络、host网络、Container网络模式的原理和使用(应用得较多,且host网络性能最优)。 docker network命令的使用
了解: none网络的效果 overlay网络、macvlan网络的原理。(使用起来难度较大)
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