Docker进阶一：网络篇

理解Docker0

查看本地ip ip addr

[root@VM-0-6-centos ~]# ip addr
#本机回环地址
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
#阿里云的私有IP
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:9a:88:4d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.6/20 brd 172.17.15.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::5054:ff:fe9a:884d/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
# docker网桥
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:d1:ba:72:7a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.18.0.1/16 brd 172.18.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:d1ff:feba:727a/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

Docker 是如何处理容器网络访问的？

我们之前安装ES的时候，留过一个问题，就是安装Kibana的问题，Kibana得指定ES的地址！或者我们实际场景中，我们开发了很多微服务项目，那些微服务项目都要连接数据库，需要指定数据库的url地址，通过ip。但是我们用Docker管理的话，假设数据库出问题了，我们重新启动运行一个，这个时候数据库的地址就会发生变化，docker会给每个容器都分配一个ip，且容器和容器之间是可以互相访问的。 我们可以测试下容器之间能不能ping通过。

[root@VM-0-6-centos ~]# docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
# 查看tomcat01的ip地址，docker会给每个容器都分配一个ip！
[root@VM-0-6-centos ~]#  docker exec -it tomcat01 ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
24: eth0@if25: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:ac:12:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet 172.18.0.2/16 brd 172.18.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
# 可以ping通！
[root@VM-0-6-centos ~]# ping 172.18.0.2

原理

每一个安装了 Docker 的 linux 主机都有一个 docker0 的虚拟网卡。这是个桥接网卡，使用了 veth-pair 技术！

• 再次查看主机的 ip addr ：本来有三个网络，启动tomcat容器之后，会多了一个网络！

• 每启动一个容器，linux主机就会多了一个虚拟网卡。

  #启动一个tomcat01，主机的ip地址多了个  25: veth2b7cb71@if24
  #然后我们在tomcat01容器中查看容器的ip  24: eth0@if25
  
  #我们再启动一个tomcat02观察
  [root@VM-0-6-centos ~]# docker run -d -P --name tomcat02 tomcat
  
  # 然后发现linux主机上又多了一个网卡	27: veth4d2bd95@if26
  # 我们看下tomcat02的容器内ip地址是	  26: eth0@if27
  [root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat02 ip addr
  

  可以发现：只要启动一个容器，就有一对网卡

  veth-pair 就是一对的虚拟设备接口，它都是成对出现的。一端连着协议栈，一端彼此相连着。

  正因为有这个特性，它常常充当着一个桥梁，连接着各种虚拟网络设备！

  “Bridge、OVS 之间的连接”，“Docker 容器之间的连接” 等等，以此构建出非常复杂的虚拟网络结构，比如 OpenStack Neutron。

• 我们来测试下 tomcat01 和 tomcat02 容器间是否可以互相 ping 通

  [root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat02 ping 172.18.0.2
  PING 172.18.0.2 (172.18.0.2) 56(84) bytes of data.
  64 bytes from 172.18.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.095 ms
  

  所以：容器和容器之间是可以互相访问的。

  结论：tomcat1 和 tomcat2 共用一个路由器。是的，他们使用的一个，就是docker0。任何一个容器启动默认都是 docker0 网络。 docker 默认会给容器分配一个可用 ip 。

小结

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，这样容器之间就能够通过容器的Container-IP直接 通信。

Docker 容器网络就很好的利用了 Linux 虚拟网络技术，在本地主机和容器内分别创建一个虚拟接口，并让他们彼此联通（这样一对接口叫 veth pair）；

Docker 中的网络接口默认都是虚拟的接口。虚拟接口的优势就是转发效率极高（因为Linux是在内核中进行数据的复制来实现虚拟接口之间的数据转发，无需通过外部的网络设备交换），对于本地系统和容器系统来说，虚拟接口跟一个正常的以太网卡相比并没有区别，只是他的速度快很多。

Link参数

思考一个场景，我们编写一个微服务，数据库连接地址原来是使用ip的，如果ip变化就不行了，那我们能不能使用服务名访问呢？

就像 jdbc:mysql://mysql:3306，这样的话哪怕 mysql 重启，我们也不需要修改配置了！

docker提供了 --link 的操作！

# 我们使用tomcat02，直接通过容器名ping,不使用ip
[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat02 ping tomcat01
# ping 不通
ping: tomcat01: Name or service not known

#我们再启动一个tomcat03，但是启动的时候连接tomcat02
[root@VM-0-6-centos ~]# docker run -d -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
80ed9c4e1f9428598a91c727ed13b7d0534d86d569855d4fb8739baabe5d6b91

#这个时候，我们就可以使用tomcat03 ping通 tomcat02 了
[root@VM-0-6-centos ~]#  docker exec -it tomcat03 ping tomcat02
PING tomcat02 (172.18.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat02 (172.18.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.092 ms

# tomcat3 ping不通 tomcat1
[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat03 ping tomcat01
ping: tomcat01: Name or service not known
# tomcat2 ping不通 tomcat3 反向也ping不通
[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat02 ping tomcat03
ping: tomcat03: Name or service not known

这是为什么呢？

#进入tomcat03中查看下host配置文件
[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat03 cat /etc/hosts
127.0.0.1	localhost
::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
#发现tomcat2直接被写在这里
172.18.0.3	tomcat02 cff25f666b32
172.18.0.4	80ed9c4e1f94

所以这里其实就是配置了一个 hosts 地址而已！

原因：--link 的时候，直接把需要 link 的主机的域名和 ip 直接配置到了 hosts 文件中了

--link 早都过时了，我们不推荐使用！我们可以使用自定义网络的方式

自定义网络（重要）

基本概念

指令列表

[root@VM-0-6-centos ~]# docker network --help

Usage:  docker network COMMAND

Manage networks

Commands:
  connect     Connect a container to a network
  create      Create a network
  disconnect  Disconnect a container from a network
  inspect     Display detailed information on one or more networks
  ls          List networks
  prune       Remove all unused networks
  rm          Remove one or more networks

Run 'docker network COMMAND --help' for more information on a command.

查看所有网络

[root@VM-0-6-centos ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
4b873066daf7   bridge    bridge    local
86da632adad6   elastic   bridge    local
64b606f257e7   host      host      local
34ab4fdb73c0   none      null      local

所有网路模式

网络模式	配置	说明
bridge模式	--net=bridge	默认值，在 Docker 网桥 docker0 上为容器创建新的网络栈
none模式	--net=none	不配置网络，用户可以稍后进入容器，自行配置
container 模式	-- net=container:name/id	容器和另外一个容器共享Network namespace。 kubernetes中的pod就是多个容器共享一个Network namespace。
host模式	--net=host	容器和宿主机共享Network namespace
用户自定义	--net=自定义网络	用户自己使用network相关命令定义网络，创建容器的 时候可以指定为自己定义的网络，就像 elastic

查看一个具体的网络的详细信息

[root@VM-0-6-centos ~]# docker network inspect 4b873066daf7
[
    {
        "Name": "bridge",
        "Id": "4b873066daf7eca3fd7a79ce17b46dff17a89368cb7f43d01c88dd9ee08d9407",
        "Created": "2021-06-11T18:42:36.937993641+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                //默认 docker0 是管理这个子网范围内的。0~16，
                //也就是 255*255，去掉0个255，我们有65534可以分配的ip
                //所以 docker0 网络默认可以支持创建6万多个容器ip不重复
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "220fac5f16f3cf7f2619131502cb6bb4004f334c3b501a0ceff8804c361cf027": {
                "Name": "tomcat01",
                "EndpointID": "d54c9b71aff1843c3a1609de8eaa85785ebddd8a419ea5fae346fb538568946f",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:02",
                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "80ed9c4e1f9428598a91c727ed13b7d0534d86d569855d4fb8739baabe5d6b91": {
                "Name": "tomcat03",
                "EndpointID": "a6dd8dd8ba2b5b341cbed8318a2463a4e28f1059cc848504a409fbf75ae21f4f",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:04",
                "IPv4Address": "172.18.0.4/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "cff25f666b32df808923a51e14f2f2686fc9aff161e07c188c28ce15d0b38401": {
                "Name": "tomcat02",
                "EndpointID": "b5b18a038166b64a0308cc4a506f543b92d35b9fc50f5758f8d5daccc1df87bd",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:03",
                "IPv4Address": "172.18.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {
            "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
            "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
            "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
            "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
        },
        "Labels": {}
    }
]

自定义网卡

1、先删除之前创建的 tomcat 镜像以及容器

2、创建容器

但是我们知道默认创建的容器都是 docker0 网卡的

#默认值 --net bridge 使用的docker0
docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat

docker0网络的特点

1. 它是默认的
2. 域名访问不通
3. --link 域名通了，但是删了又不行

3、我们可以让容器创建的时候使用自定义网络

自定义创建的默认default "bridge" 一个网络

docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet

[root@VM-0-6-centos ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
4b873066daf7   bridge    bridge    local
64b606f257e7   host      host      local
7f9fbfea6931   mynet     bridge    local
34ab4fdb73c0   none      null      local

[root@VM-0-6-centos ~]# docker network inspect mynet
[
    {
        "Name": "mynet",
        "Id": "7f9fbfea6931271e917c7a932c47d05f311f2fe6f1e694b95e4ef3fcf060446e",
        "Created": "2021-06-16T15:56:58.841772626+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "192.168.0.0/16",
                    "Gateway": "192.168.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {},
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

我们来启动两个容器测试，使用自己的 mynet

docker run -d -P --name tomcat-net-01 --net mynet tomcat
docker run -d -P --name tomcat-net-02 --net mynet tomcat

来测试ping容器名和ip试试

# 都可以ping通
[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat-net-01 ping 192.168.0.3
PING 192.168.0.3 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.118 ms
[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat-net-01 ping tomcat-net-02
PING tomcat-net-02 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.059 ms

发现，我们自定义的网络docker都已经帮我们维护好了对应的关系

所以我们平时都可以这样使用网络，不使用 --link 效果一样，所有东西实时维护好，直接域名 ping 通。

网络连通

docker0和自定义的网络使用的不是同一个网桥，肯定不通，我们使用自定义网络的好处就是网络隔离：

大公司项目部署的业务都非常多，假设我们有一个商城，我们会有订单业务（操作不同数据），会有订单业务购物车业务（操作不同缓存）。如果在一个网络下，有的程序猿的恶意代码就不能防止了，所以我们就在部署的时候网络隔离，创建两个桥接网卡，比如订单业务（里面的数据库，redis，mq，全部业务都在 order-net 网络下）其他业务在其他网络。

那关键的问题来了，如何让两个不同的网络互相访问呢，如何让 tomcat-net-01 访问 tomcat1？

# 启动默认的容器，在docker0网络下
docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
docker run -d -P --name tomcat02 tomcat

有个命令 connect 用来连接网络

# 我们来测试一下！打通mynet-docker0
[root@VM-0-6-centos ~]# docker network connect mynet tomcat01
[root@VM-0-6-centos ~]# docker network inspect mynet
[
    {
        "Name": "mynet",
        "Id": "7f9fbfea6931271e917c7a932c47d05f311f2fe6f1e694b95e4ef3fcf060446e",
        "Created": "2021-06-16T15:56:58.841772626+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "192.168.0.0/16",
                    "Gateway": "192.168.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "52395d45d1fcad0170da201db471ea6ac75c25c9f7d91d10b6260dce2739fd54": {
                "Name": "tomcat-net-01",
                "EndpointID": "3c1aea820c4276b0d0dbe249ebd6f43547baceb7c3e774f8ee4b61b0e4b0b11f",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            //发现我们的tomcat01就进来这里了
            "c159a99201d5b3f0f6be065d562c1a0e6439b316084361937f9eda9a22e997ab": {
                "Name": "tomcat01",
                "EndpointID": "e11948dcd704e50b8008ee41546ff7c9f506b636f41fb6e6697081fd9d398dc5",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:04",
                "IPv4Address": "192.168.0.4/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "f2106d157b5ea6c5bdb87e04b9dc18be2b2e25a41d61e25851ea0afbf1e9ea39": {
                "Name": "tomcat-net-02",
                "EndpointID": "3cb8b199df4fca69e1a6428ae0536ff3291f9215f8b9d9303a2ec3402bdc704f",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

tomcat01 可以ping通了

[root@VM-0-6-centos ~]# docker exec -it tomcat01 ping tomcat-net-01
PING tomcat-net-01 (192.168.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.075 ms

tomcat02 依旧ping不通，因为之前只连接了tomcat01

[root@VM-0-6-centos ~]#  docker exec -it tomcat02 ping tomcat-net-01
ping: tomcat-net-01: Name or service not known

结论：如果要跨网络操作别人，就需要使用 docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER 连接