Docker学习：容器之间单/双向通信 |--link /自定义网络实现互认容器别名 （理论篇）
前言
本讲是从Docker系列讲解课程，单独抽离出来的一个小节，单纯的介绍容器之间的通信，它和上一篇容器五种(3+2)网络模式中的自定义网络模式知识点互补。
本文带你的帮助， 让你在了解容器5种网络模式的基础上，对容器之间的通信有更清晰、深刻的了解，这也会后期学好K8s做好基本功铺垫。
概述
同一宿主机内A、B两个容器
单向通信：A需要知道B的存在，B不需要知道A的存在。
双向通信：A/B要相互知道对方的存在，并能正常的互通有无。
该模式，需要使用到上一讲，自定义网络模式的知识点，具体如下
一、容器之间默认桥接模式，基于IP的双向通信
1.容器间通过虚拟IP访问（效果差）
1）分别以桥接模式启动nginx和Tomcat两个容器，并分别赋予别名nginx、tomcat
docker ps -a #实验前，清空干扰容器
docker images #查看本机镜像列表
docker run --name nginx -d nginx:alpine #运行nginx容器
docker run --name tomcat -d -p 8080:8080 tomcat:8.5.46-jdk8-openjdk #运行tomcat容器
2）docker inspect 获取两个容器的Ip地址
docker ps -a #查看正在运行容器列表（主要是获取容器id）
docker inspect 7a #根据容器ID首字母，查看nginx容器详细信息（主要是查看IP） 172.17.0.2
docker inspect 07 #根据容器ID首字母，查看tomcat容器详细信息（主要是查看IP） 172.17.0.3可以获悉，nginx和tomcat的虚拟IP分别为 172.17.0.2、172.17.0.3
3）docker exec 进入nginx内部，访问tomcat的IP
docker ps
docker exec -it nginx /bin/sh #使用nginx别名，进入nginx容器内部
ping -w 3 172.17.0.3:8080 #ping tomcat的Ip和端口
curl 172.17.0.3:8080发现，通过IP是可以ping通同一宿主内的其他容器的（这是bridge网络模式的特性）
注：如果你对进入nginx容器内部为什么是/bin/sh不是/bin/bash感兴趣，点击进入。
4）docker exec 进入tomcat内部，访问nginx的IP
exit #退出nginx容器
docker ps
docker exec -it 07cde2b94cc8 /bin/sh #进入tomcat容器内部
ping -w 3 172.17.0.2 #ping nginx的IP
curl 172.17.0.2 #访问nginx的IP发现，在nginx容器内部，通过IP可以访问同一宿主机下的其他容器。
5）虚拟IP访问的弊端
虚拟IP不稳定，如果容器启动的先后顺序不同，容器的虚拟IP也会随之变化。尤其是在集群模式下，如果mysql的IP不固定，会造成不必要的麻烦。
注：桥接模式下的容器，默认在容器之间，只识别同一宿主机下其他容器的IP，不识别容器别名。
二、容器之间基于--link的单、双向通信(可以通过别名相互访问)
1.容器间通过别名单向通信
在上个操作步骤起始，docker run 两个容器的时候，都已经通过--name给容器分别指定了别名nginx、tomcat，下面试用容器的别名相互访问一下。
1）docker exec -it 进入Tomcat容器目录，ping nginx的别名（不通）
docker exec -it nginx /bin/sh #进入nginx容器内部
/ # ping tomcat
ping: bad address 'tomcat'
发现，桥接模式下，容器之间默认不识别彼此的别名，有没有办法让容器相互识别别名呢？
有，最常用的有两种办法：
1、使用link的方式，让容器之间彼此做link链接（该方式在容器数量极少情况面，还可行，容器多了，就不好使了 ）
2、自定义网络模式(名字：mynet)，并通过docker network create -d指定自定义的网络模式为bridge，让容器都链接到同一个自定义的网络模式上mynet上
预告：下面先介绍Link方式， 第二种方式上一篇，第六章：自定义网络模式，有详细介绍，稍后在双向通信中会再次介绍一下。
2）移除nginx容器，docker run 重新启动nginx，并--link关联tomcat容器，进入nginx容器后，用tomcat别名ping
docker stop nginx #停掉没有使用--link链接的nginx
docker rm nginx
docker run --name nginx -d --link tomcat nginx:alpine #重新启动nginx,并用--link链接到tomcat
docker exec -it nginx /bin/sh #进入nginx容器内部
ping tomcat #尝试用tomcat别名ping通发现，nginx容器在启动时，如果通过--link链接了tomcat容器的别名，那么进入nginx容器后，nginx容器内部，就可以识别tomcat的别名，当然也可以通过ping或curl来连通tomcat。
疑问：nginx启动时，用--link 主动链接tomcat了，从而在nginx容器内部可以识别tomcat的别名，反之呢？此时tomcat启动时，并没有通过--link主动链接nginx，在tomcat内部是否识别nginx的别名呢？下面就一起试验一下吧！
3）通过docker exec命令再次进入tomcat容器内部，ping nginx的别名
exit #退出nginx容器
docker ps
docker exec -it tomcat /bin/bash #进入tomcat容器内部
ping nginx #尝试用nginx的别名，发现不能ping通发现，--link是单向的，nginx在run启动的时候，主动链接到tomcat，所以在nginx容器内部可以识别tomcat的别名。
反之，tomcat容器在run启动时，没有通过--link 链接nginx，所以在tomcat容器内部不能识别nginx的别名。
那有没有办法，在各自的容器内部，让双方相互相互识别各自的别名呢？
答案是有！那就是双方在run启动的时候，通过--link链接彼此的别名。
2.容器间通过别名访问双向通信
1）移除tomcat容器，重启启动tomcat容器时，用--link nginx，主动链接到nginx
exit #退出上面的tomcat容器
docker stop tomcat #停掉tomcat
docker rm tomcat #移除掉没有--link的tomcat
docker run -d --name tomcat --link nginx -p 8080:8080 tomcat:8.5.46-jdk8-openjdk #重新启动，并用--link链接到nginx2）进入tomcat容器内部，尝试访问nginx的别名
docker exec -it tomcat /bin/bash #进入到tomcat容器内部
ping -w 3 nginx #发现，现在tomcat容器内部识别nginx了
3）小结
至此实现了--link模式下，通过容器的别名单双向通信。该方式的优点：相对于容器彼此间用IP访问要好很多，不用担心虚拟IP来回变化。
也就是说，在后台开发，配置文件中，不用配置mysql数据库的IP，直接写别名就可以了。使用该方式，要想实现双向通信，就要忍受，给每个容器link一下它要识别的容器的别名，其它容器反向也要这么操作，双方就可以自动双向通信。
从某种程度上说，这也是一件比较麻烦的事情，尤其的多数据源多容器的情况下。有没有更好的模式呢？有，就是下方的基于bridge自定义网络模式。
三、容器之间基于Bridge网桥的双向通信
1）准备工作，为保障实验效果，清理掉前面的所有实验容器
exit #退出上一容器的内部
docker rm -f $(docker ps -qa) #强制删除所有容器
docker ps -a #检查一下，是否彻底清场
2）手动创建自定义网络mynet，并-d指定为bridge网桥模式
#--subnet 可以不指定，不指定的话，网段使用的就是docker0的网段
#自定义名字为mynet的网络，subnet指定子网网段（不能与其他网卡的网段重叠）
docker network create -d bridge --subnet 172.25.0.0/16 mynet 注：-d是--driver的简写，对这个不是很了解的，建议熟悉一下或至少熟悉一下容器的五种网络模式中的第六章：自定义网络模式，当然，你也可以通过官网了解一下，点击进入官网。
3）启动两个容器时都赋予别名分别为nginx和tomcat，且通过--net绑定到mynet网卡
docker network ls #可以看到自己定义的mynet网络
docker run -d --name nginx --net=mynet nginx:alpine #启动时起别名，并指定网络未mynet
docker run -d --name tomcat --net=mynet -p 8080:8080 tomcat:8.5.46-jdk8-openjdk #启动时起别名，并指定网络未mynet注：网络模式的指定，可以在docker run命令的时候同时指定。也可以在运行后，通过下面的命令单独指定：docker network connect mynet nginx ; docker network connect mynet tomcat
4）分别进入nginx和tomcat容器内部，查看是否可以相互访问对方的别名
docker exec -it nginx sh #进入nginx容器内部
ping tomcat #可以ping通tomcat的别名
exit docker exec -it tomat bash #进入tomcat容器内部
ping nginx #可以ping通nginx的别名
exit
发现，可以互相ping通彼此的别名，是不是很Nice，只需要容器双方指向同一个自定义的桥接方式或者overlay方式的(mynet)网络就可以了。
5）关于 --subnet 172.25.0.0/16的引申
在docker run 启动容器，并--net=mynet(自定义网络)的时候，是可以不指定--subnet的，如果不指定，子网subnet默认使用的就是docker0的subnet，其子网网段就是172.17.0.1/16，可以通过docker network inspect bridge 得知。
docker network inspect bridge #查看桥接模式的默认网卡信息
如果指定了--subnet 为 172.25.0.0/16，那么这个网段就不能和上面的docker0的subnet有重叠。同时，使用该自定义网络的容器，IP自然处在172.25这个网段之下，通过查看容器的详细信息，可以通过docker inspect nginx （该nginx绑定了mynet，而mynet在docker run时被指定的网段是172.25）得知。
docker inspect nginx #查看使用了自定义网络mynet的nginx的网络信息发现，使用了mynet自定义网络模式的容器，容器的IP也会使用mynet指定的网段，172.25的网段IP。
6）自定义网络模式，互联互通的原理
自定义网络模式（需要用-d（或者--driver ）指定为bridge或者overlay），它好比一个媒人，给两边的容器牵桥搭线，构建一个网段平台，只要是使用该自定义网络的容器，都在同一个网段内（通过--subnet指定，各自定义网络的subnet不能重复），就可以实现相互识别对方的别名。
相比于--link方式，简直是好太多了！！
注：对于--subnet选项创建子网而言，overlay网络可以支持多个子网，bridge网络只能指定一个子网。
总结
本文详细介绍了docker容器之间单双向通信，从最原始的桥接模式，容器之间只能通过IP访问互通，比较不方便。
后来演化出，使用--link 容器双/多方，相互给对方打标记，以便识别对方的别名，而不用去使用对方飘忽不定的IP来相互访问，这是一大进步。然而随着时代的发展，单机非集群模式下，该模式还有生存空间，随着大数据时代的深入，--link模式，也即将被官方淘汰（目前最新的20.*系列版本，暂时还在保留，被官网提示不建议使用，也仅仅是为kill it的前夕，缓冲一下）
最后，又再次了解了容器的五种网络模式，之一的自定义网络模式，该模式也更为灵活、简单，只需要将各容器在run时，指定为同一自定义网络即可实现各容器相互识别对方的别名。并且-d 指定为overlay时，功能更为强大，可以指定多个--subnet，这也意味着可以容纳更多的IP和容器。该模式，是不错的选择，随着编排工具的崛起，此种方式也在逐渐被取代！
尾言
吐血完成此文，一方面是为了加深自己对该知识点的理解，提升自己，另一方面也希望能够帮助后来人，在此汇总分享给大家，希望对大家有所帮助。
同时本讲也是从 Docker入门到进阶系列里面抽离出来的内容，因为它是一个庞大的知识体系，一篇文章难以讲述清楚，也为了让原文更加层次分明。
附注
猜测你可能对以下内容，较为感兴趣...
1、Docker容器 | Dockerfile优化
2、Docker容器的生命周期 | kill和stop | pause 和 unpause
3、 Docker容器五种(3+2)网络模式 | bridge模式 | host模式 | none模式 | container 模式 | 自定义网络模式详解
4、Docker跨宿主机通信 | overlay和macvlay 图解
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