Docker网络实现原理

Docker的网络模式

Host模式

Container模式

none模式

bridge模式

自定义网络

查看网络模式列表

查看容器信息(包含配置、环境、网关、挂载、cmd等等信息）

指定分配容器IP地址

自定义网络固定IP

暴露端口

自定义端口

一些问题

Docker网络模式有哪些？分别提供哪些功能？

进入容器没有systemctl命令怎么解决

将宿主机中的文件传入到容器中

数据卷

原理

作用

实操

容器互联

原理

作用

实操

Docker网络实现原理

docker使用linux桥接，在宿主机虚拟一个docker容器网桥（docker0）
docker启动一个容器时会根据docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP
同时Docker网桥是每个容器的默认网关。因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能通过容器的Container-IP直接通信。

docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过Container-IP访问到容器。如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主机（端口映射），即docker run 创建容器的时候，通过-p或者-P参数来启用。访问容器的时候，就通过【宿主机IP】：【容器端口】访问容器。

Docker的网络模式

Host:容器不会虚拟出自己的网卡，配置主机的IP等，而是使用宿主机的IP和端口
Container:创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口的范围。
None:该模式关闭了容器的网络功能。
Briidge:默认为该模式，桥接，此模式会为每一个容器分配，设置IP等，并将容器连接到一个docker0的虚拟网桥，通过docker0 网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信

Host模式

host模式：使用–net=host指定
相当于VMware中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但是没有独立IP地址
Docker 使用了Linux 的Namespace 技术来进行资源隔离，如PID Namespace隔离进程，Mount Namespace隔离文件系统，Network Namespace 隔离网络等。
一个Network Namespace 提供了一份独立的网络环境，包括网卡，路由，iptable 规则等都与其他Network Namespace 隔离。
一个Docker 容器一般会分配一个独立的Network Namespace

但是如果启动容器的时候使用host 模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace ，而是和宿主机共用一个Network Namespace 。容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口.此时容器不再拥有隔离的、独立的网络栈，不拥有所有端口资源。

#创建容器web 1，指定网络模式为 host
#因为是host模式，所有宿主机和容器共享ip和端口docker run -d --name web1 --net=host nginx#访问宿主机的ip和80端口，则可以访问到web3的nginx服务firefox  http://192.168.109.11:80

Container模式

container模式：使用–net=contatiner:NAME_or_ID 指定
这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个Network Namespace，而不是和宿主机共享。**新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP，端口范围等。**可以在一定程度上节省网络资源，容器内部依然不会拥有所有端口。
同样，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统，进程列表等还是隔离的。
两个容器的进程可以通过lo网卡设备通信

#基于镜像centos:7 创建一个名为test1的容器
docker run -itd --name test1 centos:7 /bin/bash
1362375bcdef7995a55386bff998f6a7b5f88e11f0bd49aeac1dbbb8234e6f2a
#查看容器的pid号
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' test1
12956
#查看该容器的命名空间编号
ls -l /proc/12956/ns
总用量 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:18 ipc -> ipc:[4026532542]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:18 mnt -> mnt:[4026532540]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:18 net -> net:[4026532545]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:18 pid -> pid:[4026532543]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:18 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:18 uts -> uts:[4026532541]#创建test2容器，使用container网络模式，和test1共享network Namespace
docker run -itd --name test2 --net=container:test1 centos:7 /bin/bash
dc9223908c9038a81f6c6177f0f719932e8bf0b725b4f97e2ce61d0c335ed9ae
#查看test2容器的pid
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' test2
13101
#查看该容器的命名空间编号
ls -l /proc/13101/ns
总用量 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:25 ipc -> ipc:[4026532727]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:25 mnt -> mnt:[4026532725]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:25 net -> net:[4026532545]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:25 pid -> pid:[4026532728]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:25 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月  14 16:25 uts -> uts:[4026532726]

none模式

none模式:使用 --net=none指定
使用none 模式，docker 容器有自己的network Namespace ，但是并不为Docker 容器进行任何网络配置。也就是说，这个Docker 容器没有网卡，ip，路由等信息。
这种网络模式下，容器只有lo 回环网络，没有其他网卡。
这种类型没有办法联网，但是封闭的网络能很好的保证容器的安全性
该容器将完全独立于网络，用户可以根据需要为容器添加网卡。此模式拥有所有端口。（none网络模式配置网络）
特殊情况下才会用到，一般不用

bridge模式

bridge模式是docker的默认网络模式，不写 – net参数，就是bridge模式。

相当于Vmware中的 nat 模式，容器使用独立network Namespace，并连接到docker0虚拟网卡。通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network Namespace、设置IP等，并将一个主机上的 Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。

当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机上启动的Docker容器会连接到这个虚拟网桥上。虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。
从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备。veth设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth设备常用来连接两个网络设备。
Docker将veth pair 设备的一端放在新创建的容器中，并命名为eth0（容器的网卡），另一端放在主机中，以veth*这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到docker0网桥中。可以通过 brctl show 命令查看。
容器之间通过veth pair进行访问
使用 docker run -p 时，docker实际是在iptables做了DNAT规则，实现端口转发功能。可以使用iptables -t nat -vnL 查看。

docker run -itd --name test3 centos:7 /bin/bash
docker inspect test3 | grep -i 'networkmode'

自定义网络

查看网络模式列表

docker network ls

查看容器信息(包含配置、环境、网关、挂载、cmd等等信息）

docker inspect  容器ID

指定分配容器IP地址

docker run -itd --name test1 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash
#以上会报错，因为用户使用的ip地址不被规则所允许，docker0定义的就是按照顺序来，所有需要创建一个

自定义网络固定IP

可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker

docker network 【--network bridge】 create --subnet=172.20.0.0/16 wxq
docker run -itd --name test6 --net wxq --ip 172.20.0.10 centos:7 /bin/bash

暴露端口

两个容器如果端口一致的情况下，暴露出去会产生地址冲突，所以需要在docker0上做一个端口映射，通过ens33暴露出去端口不同就可以了

-p 自定义端口 ( 宿主机端口:容器内端口 ) （小写）

-P 随机端口 (-P 49153起始 49153到65535) （大写）

#自定义端口
docker run -itd -p 8081:80 nginx:latest /bin/bash
#需要在容器中开启nginx
docker exec -it [container id] /bin/bash -c nginx
#在网页测试
http://192.168.116.134:2022# 随机端口
docker run -itd -P nginx:latest /bin/bash

自定义端口

需要在容器中开启nginx

一些问题

Docker网络模式有哪些？分别提供哪些功能？

Host :与宿主机共享网络名称空间/网络协议栈
Container:多个容器之间共享一个network namespaces
None :自闭空间
bridge：默认模式通过Veth对连接容器与docker0网桥，网桥分配给容器IP，同时docker 0作为“局域网”内容器的网关，最后和宿主机网卡进行通讯
overlay2：使用联合挂载技术将容器层和镜像层的所有文件统一挂载到容器中，使容器中能看到完整的系统文件

进入容器没有systemctl命令怎么解决

docker run -itd  --name cenos2 --privileged=true centos:7 /sbin/init
docker exec -it cenos2 /bin/bash
在生产中我们往往不会这样设置，因为docker与系统共享内核的原因，这样做涉及到系统安全

将宿主机中的文件传入到容器中

使用cp命令复制进去容器

#使用cp命令复制进去容器
docker cp 1.txt cenos:/opt

使用cp命令从容器中复制出来

#使用cp命令从容器复制出来
docker cp cenos:/opt/1.txt ./

docker中，假设运行一个业务容器，但是业务容器需要暴露三个端口，启动后发现自己少加了一个端口，如何动态添加端口（如何对已经运行的容器添加或者修改端口）？

首先，我们可以修改/var/lib/docker/containers/containers_id中两个文件

hostconfig.json 中的 portbinding:{}修改端口或添加端口
修改config.v2.json文件，修改对应的Ports{}来添加/修改端口
最后，重启守护进程

数据卷

原理

将容器内部的配置文件目录，挂载到宿主机指定目录下

数据卷默认会一直存在，即使容器被删除
宿主机和容器是两个不同的名称空间，如果想进行连接需要用ssh，exec和attch也类似于ssh这种方式登录
在企业中ssh这种登陆方式会比较危险，安全漏洞很大，尽量减少ssh这种，杜绝了频繁使用exec
因此使用数据卷的方式把容器内部的文件目录挂载到宿主机指定目录下进行修改，当容器里的文件频繁需要修改时不需要登陆进去，直接使用数据卷方式在宿主机指定的目录下进行修改即可。方便又安全

作用

修改配置文件例如，nginx. conf /usr/local/nginx/ conf/nginx.conf —> /container_ nginx/ conf/nginx. conf
容器内部产生的日志，如何收集将容器内部存方日志文件的目录挂载到宿主机指定目录下/container_ nginx/ log/access_ 1og/access_ log
传入变量挂载到宿主机在宿主机上添加变量内容，将变量放入共享目录，在容器中/etc/profile 直接加载就可以
export xxdir=/data/data1/xx.

实操

宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1

#注意:宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。
#-v选项可以在容器内创建数据卷，是volume的缩写
docker run -itd -v /var/www:/data1 centos:7 /bin/bash#返回宿主机进行查看
cd /var/www/
ls#在宿主机中创建文件
echo "wxq" >> /var/www/2.txt#在容器查看是否有内容
docker exec -it 69cec680a4b7 /bin/bash -c 'cat /data1/2.txt'

#创建一个容器作为数据卷容器
docker run -it --name test1 -v /data1 -v /data2 centos:7 bash   #创建并进入容器
echo "this is test02 file" > /data1/test.txt           #容器内创建测试文件1
echo "this is test02 file2" > /data2/TEST.txt                  #容器内创建测试文件2#使用--volumes-from来挂载test2容器中的数据卷到新的容器
docker run -it --name test2 --volumes-from test01 centos:7 bash #创建并进入容器
cat data1/test.txt                                          #查看测试数据是否同步
cat data2/TEST.txt

创建一个容器作为数据卷容器并创建文件

使用-volumes-from来挂载test2容器中的数据卷到新的容器

写的很烂，感谢观看~

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Container模式

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bridge模式

自定义网络

查看网络模式列表

查看容器信息(包含配置、环境、网关、挂载、cmd等等信息）

指定分配容器IP地址

自定义网络固定IP

暴露端口

自定义端口

一些问题

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