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浅谈Docker之Docker网络模式以及容器间通信

16 09月
作者:admin|分类:容器虚拟化

一、Docker的网络模式介绍

docker默认提供3种网络模式:bridge桥接模式、host主机模式、none无网络模式

可以通过命令 docker network ls 查看

1.1、bridge桥接模式 

桥接模式是docker默认的网络模式。当docker服务启动后,会创建一个名字叫docker0的虚拟网桥,然后选一个与宿主机不一样的网络ip地址以及子网分配给docker0

另外每创建一个容器就会新增一个容器网卡,然后以桥接方式架到docker0网桥中,docker0会以NAT地址转换的方式通过宿主机的网卡,从而与公网进行通信。

如下图所示:

下面进行测试演示:

1、启动docker服务后,通过命令 ip addr 发现docker0网卡ip为172.17.0.1

2、启动一个docker容器 docker run -itd centos:7 /bin/bash ,再进行一次 ip addr 

发现新增一个网卡veth506a249@if6

3、执行命令 yum install -y bridge-utils 安装工具,使用命令 brctl show 查看一下桥接情况

可以看到容器的网卡桥接到docker0上 

1.2、host主机模式

主机模式是指docker容器与公网通信时使用的是宿主机的ip与端口,同时容器自己不会有ip地址,所以在这模式下容器与宿主机之间并没有隔离很分明。

在容器启动命令时用参数--net=host指定当前容器网络模式  docker run -itd --net=host centos:7 /bin/bash 

1.3、none无网络模式

无网络模式下相当于容器处于断网状态下,同样没有自己的ip地址。

创建容器时通过参数 --net=none 设置,这比较少使用。

1.4、总结

上面讲了关于docker的网络模式,主要关于以哪种方式让服务器内部的容器与公网进行通信。

1、假如使用的是默认的桥接网络模式,启动容器的时候需要使用参数--p 宿主机端口:容器端口设置端口的映射。

2、假如使用的是host主机模式,因为使用的是宿主机的ip与端口,那就直接可以与公网通信。

 

二、Docker的内部通信

在实际的项目环境中,肯定会存在多个服务间通信的情况。也就是多个容器之间通信。

下面了解的是关于一个宿主机下多个服务间通信的情况。

举个例子,例如多个服务访问一个mysql数据库。通常只需要在多个服务之间配置数据库的地址就可以了。

因为它们都是通过默认的bridge进行通信的。

现在启动两个服务centos01和centos02

[root@localhost ~]# docker run -itd --name=centos01 mycentos:nettools /bin/bash
982a3d4cdb131bf33d217218c04aad278ac762376337e4180fd2eadc63599541
[root@localhost ~]# docker run -itd --name=centos02 mycentos:nettools /bin/bash
e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e

查看一下centos02的ip地址 docker inspect e1c43e2000915 ,发现是172.17.0.3

复制代码
[
    {        "Id": "e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e",        "Created": "2020-02-18T08:17:13.893194133Z",        "Path": "/bin/bash",        "Args": [],        "State": {            "Status": "running",            "Running": true,            "Paused": false,            "Restarting": false,            "OOMKilled": false,            "Dead": false,            "Pid": 19853,            "ExitCode": 0,            "Error": "",            "StartedAt": "2020-02-18T08:17:14.24517605Z",            "FinishedAt": "0001-01-01T00:00:00Z"
        },        "Image": "sha256:b92ca30f601cb7b594210e041eed8753aabb72dc5c2a18905b6272f5176ffdc0",        "ResolvConfPath": "/var/lib/docker/containers/e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e/resolv.conf",        "HostnamePath": "/var/lib/docker/containers/e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e/hostname",        "HostsPath": "/var/lib/docker/containers/e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e/hosts",        "LogPath": "/var/lib/docker/containers/e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e/e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e-json.log",        "Name": "/centos02",        "RestartCount": 0,        "Driver": "overlay2",        "Platform": "linux",        "MountLabel": "",        "ProcessLabel": "",        "AppArmorProfile": "",        "ExecIDs": null,        "HostConfig": {            "Binds": null,            "ContainerIDFile": "",            "LogConfig": {                "Type": "json-file",                "Config": {}
            },            "NetworkMode": "default",            "PortBindings": {},            "RestartPolicy": {                "Name": "no",                "MaximumRetryCount": 0
            },            "AutoRemove": false,            "VolumeDriver": "",            "VolumesFrom": null,            "CapAdd": null,            "CapDrop": null,            "Capabilities": null,            "Dns": [],            "DnsOptions": [],            "DnsSearch": [],            "ExtraHosts": null,            "GroupAdd": null,            "IpcMode": "private",            "Cgroup": "",            "Links": null,            "OomScoreAdj": 0,            "PidMode": "",            "Privileged": false,            "PublishAllPorts": false,            "ReadonlyRootfs": false,            "SecurityOpt": null,            "UTSMode": "",            "UsernsMode": "",            "ShmSize": 67108864,            "Runtime": "runc",            "ConsoleSize": [                0,                0
            ],            "Isolation": "",            "CpuShares": 0,            "Memory": 0,            "NanoCpus": 0,            "CgroupParent": "",            "BlkioWeight": 0,            "BlkioWeightDevice": [],            "BlkioDeviceReadBps": null,            "BlkioDeviceWriteBps": null,            "BlkioDeviceReadIOps": null,            "BlkioDeviceWriteIOps": null,            "CpuPeriod": 0,            "CpuQuota": 0,            "CpuRealtimePeriod": 0,            "CpuRealtimeRuntime": 0,            "CpusetCpus": "",            "CpusetMems": "",            "Devices": [],            "DeviceCgroupRules": null,            "DeviceRequests": null,            "KernelMemory": 0,            "KernelMemoryTCP": 0,            "MemoryReservation": 0,            "MemorySwap": 0,            "MemorySwappiness": null,            "OomKillDisable": false,            "PidsLimit": null,            "Ulimits": null,            "CpuCount": 0,            "CpuPercent": 0,            "IOMaximumIOps": 0,            "IOMaximumBandwidth": 0,            "MaskedPaths": [                "/proc/asound",                "/proc/acpi",                "/proc/kcore",                "/proc/keys",                "/proc/latency_stats",                "/proc/timer_list",                "/proc/timer_stats",                "/proc/sched_debug",                "/proc/scsi",                "/sys/firmware"
            ],            "ReadonlyPaths": [                "/proc/bus",                "/proc/fs",                "/proc/irq",                "/proc/sys",                "/proc/sysrq-trigger"
            ]
        },        "GraphDriver": {            "Data": {                "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/fe38b48216b0e036c8a594635f6392d0f06f5da202e695a7052aa36ca510ddc1-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/0dd6db3d6d6ee7fc48b4e13654a8d4414b545834df6e1524475649f2d67454de/diff:/var/lib/docker/overlay2/c9ac4844a5f33fad6a906ae9b4b86fa9f058c7ed1048bffad5b7a4aca454b33b/diff",                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/fe38b48216b0e036c8a594635f6392d0f06f5da202e695a7052aa36ca510ddc1/merged",                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/fe38b48216b0e036c8a594635f6392d0f06f5da202e695a7052aa36ca510ddc1/diff",                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/fe38b48216b0e036c8a594635f6392d0f06f5da202e695a7052aa36ca510ddc1/work"
            },            "Name": "overlay2"
        },        "Mounts": [],        "Config": {            "Hostname": "e1c43e200091",            "Domainname": "",            "User": "",            "AttachStdin": false,            "AttachStdout": false,            "AttachStderr": false,            "Tty": true,            "OpenStdin": true,            "StdinOnce": false,            "Env": [                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
            ],            "Cmd": [                "/bin/bash"
            ],            "Image": "mycentos:nettools",            "Volumes": null,            "WorkingDir": "",            "Entrypoint": null,            "OnBuild": null,            "Labels": {                "org.label-schema.build-date": "20191001",                "org.label-schema.license": "GPLv2",                "org.label-schema.name": "CentOS Base Image",                "org.label-schema.schema-version": "1.0",                "org.label-schema.vendor": "CentOS"
            }
        },        "NetworkSettings": {            "Bridge": "",            "SandboxID": "e8d1342d5dab4b15608ef4be8cacc83c30ca579c8ce676c39a91683da5e662b5",            "HairpinMode": false,            "LinkLocalIPv6Address": "",            "LinkLocalIPv6PrefixLen": 0,            "Ports": {},            "SandboxKey": "/var/run/docker/netns/e8d1342d5dab",            "SecondaryIPAddresses": null,            "SecondaryIPv6Addresses": null,            "EndpointID": "f335c5cfcf7110d793f546ac44cf18bfd079f990ad3820646149f2adc28be692",            "Gateway": "172.17.0.1",            "GlobalIPv6Address": "",            "GlobalIPv6PrefixLen": 0,            "IPAddress": "172.17.0.3",            "IPPrefixLen": 16,            "IPv6Gateway": "",            "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",            "Networks": {                "bridge": {                    "IPAMConfig": null,                    "Links": null,                    "Aliases": null,                    "NetworkID": "76342053278e2345a41515f3c5728095c5a97f6230f7a3edf5e41017c67a0a9f",                    "EndpointID": "f335c5cfcf7110d793f546ac44cf18bfd079f990ad3820646149f2adc28be692",                    "Gateway": "172.17.0.1",                    "IPAddress": "172.17.0.3",                    "IPPrefixLen": 16,                    "IPv6Gateway": "",                    "GlobalIPv6Address": "",                    "GlobalIPv6PrefixLen": 0,                    "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",                    "DriverOpts": null
                }
            }
        }
    }
]
复制代码

接下来进入centos01然后尝试ping一下172.17.0.3,发现是ping成功的

复制代码
[root@localhost ~]# docker exec -it centos01 /bin/bash
[root@982a3d4cdb13 /]# ping 172.17.0.3PING 172.17.0.3 (172.17.0.3) 56(84) bytes of data.64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.154 ms64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.105 ms64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.121 ms64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.071 ms64 bytes from 172.17.0.3: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.070 ms^C--- 172.17.0.3 ping statistics ---5 packets transmitted, 5 received, 0% packet loss, time 3999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.070/0.104/0.154/0.032 ms
[root@982a3d4cdb13 /]#
复制代码

然后尝试ping一下centos02,发现是ping失败的

[root@982a3d4cdb13 /]# ping centos02ping: centos02: Name or service not known

也就是说目前在默认bridge下是没法通过容器名称来进行通信的

回到宿主机查看一下bridge的信息,发现配置容器的相关网络信息。

复制代码
[root@localhost ~]# docker network inspect bridge
[
    {        "Name": "bridge",        "Id": "76342053278e2345a41515f3c5728095c5a97f6230f7a3edf5e41017c67a0a9f",        "Created": "2020-02-17T07:17:21.082636014+08:00",        "Scope": "local",        "Driver": "bridge",        "EnableIPv6": false,        "IPAM": {            "Driver": "default",            "Options": null,            "Config": [
                {                    "Subnet": "172.17.0.0/16",                    "Gateway": "172.17.0.1"
                }
            ]
        },        "Internal": false,        "Attachable": false,        "Ingress": false,        "ConfigFrom": {            "Network": ""
        },        "ConfigOnly": false,        "Containers": {            "982a3d4cdb131bf33d217218c04aad278ac762376337e4180fd2eadc63599541": {                "Name": "centos01",                "EndpointID": "6d05788dc1e1ae12d6048879d5a0dc5012db828258e2de3ca91a7a1e1bc7cc33",                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",                "IPv4Address": "172.17.0.2/16",                "IPv6Address": ""
            },            "e1c43e2000915b8256b1f0b6793b6f4bd1b2ff33ae1f32c6872ce21d4c5c8e4e": {                "Name": "centos02",                "EndpointID": "f335c5cfcf7110d793f546ac44cf18bfd079f990ad3820646149f2adc28be692",                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",                "IPv4Address": "172.17.0.3/16",                "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": {}
    }
]
复制代码

在docker中容器间直接通过ip进行服务访问是存在弊端的。假如上面例子中mysql的突然挂掉重启也失败,只能重新run一个。这时ip可能会发生变化,那就需要进去直接跟mysql通信的服务修改相关配置信息,就很不友好。

因此Docker也提供了基于容器名来与其它容器通信。

2.1、基于link实现单向通信

所谓单向通信是指只能单方面发起网络请求。例如一个功能服务请求mysql服务器,通常mysql服务器不需要访问功能服务。

同样启动两个服务进行模拟操作。一个模拟mysql,一个模拟tomcat。tomcat服务通过 --link mysql link到mysql服务中

记住,mysql服务要首先启动,不然会报错!

[root@localhost ~]# docker run -itd --name mysql mycentos:nettools /bin/bash
97ad026117718a0524eec1eb7db04a0dc3317b228b44abcc2b65a857919d8589
[root@localhost ~]# docker run -itd --name tomcat --link mysql mycentos:nettools /bin/bash
14c127543930d9c992f38514ba1b3db30a9e350272f41800e3e6870be5357450

接着进入tomcat容器中,通过容器名mysql使用ping命令

复制代码
[root@localhost ~]# docker exec -it 14c12754393 /bin/bash
[root@14c127543930 /]# ping mysql
PING mysql (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.64 bytes from mysql (172.17.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.109 ms64 bytes from mysql (172.17.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.118 ms64 bytes from mysql (172.17.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.140 ms^C--- mysql ping statistics ---3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.109/0.122/0.140/0.015 ms
复制代码

在网络中通过ping域名解析,无非就是通过本地hosts文件配置路由规则进行解析,还有就是通过DNS服务器解析

查看一下该hosts文件,发现配置了mysql容器的ip地址信息

复制代码
[root@14c127543930 /]# cat /etc/hosts127.0.0.1       localhost
::1     localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters172.17.0.2      mysql 97ad02611771172.17.0.3      14c127543930
复制代码

接下来进入mysql容器尝试ping一下tomcat容器,发现ping失败

[root@localhost ~]# docker exec -it 97ad026117 /bin/bash
[root@97ad02611771 /]# ping tomcatping: tomcat: Name or service not known

也就是说通过--link实现单向通信,路由规则是通过改写hosts文件实现。

2.2、利用bridge网桥实现双向通信

从 Docker1.10 以后,docker daemon 实现了一个内嵌的 docker dns server,使容器可以直接通过“容器名”通信。

不过不能使用默认bridge,需要自定义网桥

创建一个新的网桥def_bridge:

[root@localhost ~]# docker network create -d bridge def_bridge
faeddc1fbfbf98f6572766003ff2cc27a023d43699fd994397013e09077c3784

启动两个容器名字分别为mysql和tomcat

[root@localhost ~]# docker run -itd --name mysql mycentos:nettools /bin/bash
6a9f1e9d0bb051ea31e5727193a1aed99b8039c2cde629fe2bd387def1abb5bd
[root@localhost ~]# docker run -itd --name tomcat mycentos:nettools /bin/bash
3e5950876d69712c3e2f8fd10268c9a21f1f21dd9937d1010ad2d5f709932831

然后将两个启动的容器都加入新增的网桥

[root@localhost ~]# docker network connect def_bridge mysql
[root@localhost ~]# docker network connect def_bridge tomcat

可以进入网桥查看一下,发现加入成功

复制代码
[root@localhost ~]# docker network inspect def_bridge
[
    {        "Name": "def_bridge",        "Id": "faeddc1fbfbf98f6572766003ff2cc27a023d43699fd994397013e09077c3784",        "Created": "2020-02-18T17:52:43.297517269+08:00",        "Scope": "local",        "Driver": "bridge",        "EnableIPv6": false,        "IPAM": {            "Driver": "default",            "Options": {},            "Config": [
                {                    "Subnet": "172.18.0.0/16",                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },        "Internal": false,        "Attachable": false,        "Ingress": false,        "ConfigFrom": {            "Network": ""
        },        "ConfigOnly": false,        "Containers": {            "3e5950876d69712c3e2f8fd10268c9a21f1f21dd9937d1010ad2d5f709932831": {                "Name": "tomcat",                "EndpointID": "581356d1b23d64a76f0d83d1ee3416deea97e0c5d577070ac3f4d1bf94ee1dd9",                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:03",                "IPv4Address": "172.18.0.3/16",                "IPv6Address": ""
            },            "6a9f1e9d0bb051ea31e5727193a1aed99b8039c2cde629fe2bd387def1abb5bd": {                "Name": "mysql",                "EndpointID": "6d06e5719fa26e2b0f2007a1cc2e25282faaa39d0347b02fdb63c823e49b20e5",                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:02",                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",                "IPv6Address": ""
            }
        },        "Options": {},        "Labels": {}
    }
]
复制代码

分别进入两个容器通过容器名互ping,发现ping成功

复制代码
[root@localhost ~]# docker psCONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
3e5950876d69        mycentos:nettools   "/bin/bash"         6 minutes ago       Up 6 minutes                            tomcat
6a9f1e9d0bb0        mycentos:nettools   "/bin/bash"         6 minutes ago       Up 6 minutes                            mysql
[root@localhost ~]# docker exec -it 6a9f1e9d0bb0 /bin/bash
[root@6a9f1e9d0bb0 /]# ping tomcat
PING tomcat (172.18.0.3) 56(84) bytes of data.64 bytes from tomcat.def_bridge (172.18.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.100 ms64 bytes from tomcat.def_bridge (172.18.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.057 ms64 bytes from tomcat.def_bridge (172.18.0.3): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.097 ms64 bytes from tomcat.def_bridge (172.18.0.3): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.060 ms--- tomcat ping statistics ---4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3002ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.057/0.078/0.100/0.021 ms
[root@6a9f1e9d0bb0 /]# exit
exit
[root@localhost ~]# docker exec -it 3e5950876d69 /bin/bash
[root@3e5950876d69 /]# ping mysql
PING mysql (172.18.0.2) 56(84) bytes of data.64 bytes from mysql.def_bridge (172.18.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.040 ms64 bytes from mysql.def_bridge (172.18.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.067 ms64 bytes from mysql.def_bridge (172.18.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.055 ms64 bytes from mysql.def_bridge (172.18.0.2): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.130 ms--- mysql ping statistics ---4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.040/0.073/0.130/0.034 ms
复制代码

然后检查一下tomcat容器的hosts文件以及resolv.conf文件

发现hosts文件没有配置路由规则,而resolv.conf中配置了dns server 127.0.0.11

复制代码
[root@3e5950876d69 /]# cat /etc/hosts127.0.0.1       localhost
::1     localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters172.17.0.3      3e5950876d69172.18.0.3      3e5950876d69
[root@3e5950876d69 /]# cat /etc/resolv.conf 
nameserver 127.0.0.11options ndots:0
复制代码

也就是说通过自定义bridge双向通信是通过内置的dns服务实现IP地址的解析工作

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用docker运行postgreSQL与pgadmin4 podman/docker自定义网络使用postgres与pgadmin之间能访问