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关于前端:Docker网络模型以及容器通信

jiezi

本篇接着上篇：【Docker0 网络及原理探索】，持续深刻探索容器网络通信原理，通过学习 Docker 网路驱动模型，更好地解决容器间的通信问题🎉🎉

1、Docker 的网络驱动模型

1.1、Docker 的网络驱动模型分类：

  1. bridge：Docker 中默认的网络驱动模型，在启动容器时如果不指定则默认为此驱动类型；
  2. host：突破 Docker 容器与宿主机之间的网络隔离，间接应用宿主机的网络环境，该模型仅实用于 Docker17.6 及以上版本；
  3. overlay：能够连贯多个 docker 守护过程或者满足集群服务之间的通信；实用于不同宿主机上的 docker 容器之间的通信；
  4. macvlan：能够为 docker 容器调配 MAC 地址，使其像实在的物理机一样运行；
  5. none：即禁用了网络驱动，须要本人手动自定义网络驱动配置；
  6. plugins：应用第三方网络驱动插件；

1.2、Docker 网络模式

  • 查看 docker 网络 docker network ls
[root@--- ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
feafa30d4051   bridge    bridge    local
e8bf4fced9e2   host      host      local
6263db0933b9   none      null      local
[root@--- ~]#

Docker 内置这三个网络，运行容器时，你能够应用该 --network 标记来指定容器应连贯到哪些网络。

该 bridge 网络代表 docker0 所有 Docker 装置中存在的网络。除非你应用 docker run --network=<NETWORK> 选项指定，否则 Docker 守护程序默认将容器连贯到此网络。

咱们在应用 docker run 创立 Docker 容器时，能够用 --net 选项指定容器的网络模式，Docker 能够有以下 4 种网络模式：

  1. host 模式：应用 --net=host 指定。
  2. none 模式：应用 --net=none 指定。
  3. bridge 模式：应用 --net=bridge 指定，默认设置。
  4. container 模式：应用 --net=container:NAME_or_ID 指定。
docker run -it -P --name tomcat01 --net=bridge tomcat  # 默认设置
docker run -it -P --name tomcat02 --net=none tomcat
# ...

2、容器通信问题

  1. 因为不同容器通过 veth pair 连贯在虚构网桥 docker0 上，所以容器之间能够通过 IP 相互通信，然而无奈通过容器名进行通信。docker0 不反对容器名连贯拜访
  2. 默认网桥 bridge 上的容器只能通过 IP 互连，无奈通过 DNS 解析名称或别名。如果咱们在 container1 中部署了 Web 服务，在 container2 中部署了 mysql，container1 中的 Web 服务往往须要连贯 container2 的 mysql，这是只能靠 IP 进行连贯，然而 docker 也无奈保障容器重启后的 IP 地址不变，所以更好的形式是通过别名进行互联，在网络中退出 DNS 服务器，将容器名与 IP 地址进行匹配，省去了手动批改 Web 服务中连贯 mysql 的 IP 的过程。

为了实现不同容器 通过容器名或别名的互连，docker 提供了以下几种：👇

  1. 在启动 docker 容器时退出 --link 参数，然而目前曾经被废除，废除的次要起因是须要在连贯的两个容器上都创立 –link 选项，当互连的容器数量较多时，操作的复杂度会显著减少；
  2. 启动 docker 容器后进入容器并批改 /etc/hosts 配置文件（本地 DNS 解析），毛病是手动配置较为繁冗；
  3. 用户 自定义 bridge 网桥 ，这是目前解决此类问题的次要办法，提供更好的隔离成果和更好的互通性（更好的隔离成果是针对外界网络，而更好的互通性则是指同一bridge 下的不同容器之间），用户自定义 bridge 在容器之间提供了主动 DNS 解析。

容器在默认状况下以隔离形式运行，它们齐全不晓得同一计算机上有其余过程或容器。那么，如何使容器可能彼此通信？答案就是网络连接。如果两个容器在同一网络上，那么它们可彼此通信。如果没在同一网络上，则没法通信。

3、容器之间通信的次要形式总结

3.1、通过容器 ip 拜访

容器重启后，ip 会发生变化。通过容器 ip 拜访不是一个好的计划。

3.2、通过宿主机的 ip:port 拜访

通过宿主机的 ip:port 拜访，只能依附监听在暴露出的端口的过程来进行无限的通信。

3.3、通过 --link 建设连贯（官网不举荐应用）

原理剖析：

  • 运行容器时，指定参数 link，使得源容器与被链接的容器能够进行互相通信，并且承受的容器能够取得源容器的一些数据，比方：环境变量。
  • 与 /etc/hosts 中的主机条目不同，如果重新启动源容器，则不会自动更新存储在环境变量中的 IP 地址。咱们倡议应用主机条目 /etc/hosts来解析链接容器的 IP 地址。
  • 除了环境变量之外，Docker 还将源容器的主机条目增加到 /etc/hosts 文件中。(实质上就是通过 --link 参数，主动的给容器增加 hosts 配置)

--link建设连贯步骤：✨

  1. 启动 tomcat01,tomcat02
docker run -it -P --name tomcat01 tomcat
docker run -it -P --name tomcat02 tomcat
  • --link 通过配置 /etc/hosts 实现连贯
  • 通过 link 建设连贯的容器，被链接的容器能 ping 通源容器，反过来不行。
  • 被链接容器会继承源容器的环境变量信息
  1. 建设 link 连贯

tomcat02 容器 link 到 tomcat03 上

docker run -it -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
  1. 查看 tomcat03 hosts 配置
[root@--- ~]# 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
172.17.0.3    tomcat02 099602f3ff7f #✨--link 命令配置生成的条目✨
172.17.0.4    a20a10b7e728
[root@--- ~]#

3.4、🧨通过 User-defined networks（举荐）

用户自定义网桥步骤：✨

  1. 创立用户自定义 bridge 网桥
[root@--- ~]# docker network create test-network
799426d70aa28b73b4a777c85b338186eafadd1558b13c43e07a9fd9a8b545e7
[root@iZm5e23n3ueobwkjtfartxZ ~]# docker network ls
NETWORK ID     NAME           DRIVER    SCOPE
feafa30d4051   bridge         bridge    local
e8bf4fced9e2   host           host      local
6263db0933b9   none           null      local
799426d70aa2   test-network   bridge    local   #✨创立的桥接网络✨

删除网桥: docker network rm test-network

  1. 把之前启动的 mysql01,centos01,centos02 容器退出到自定义 bridge 网桥中: connect

    docker network connect test-network mysql01
docker network connect test-network centos01
docker network connect test-network centos02
  2. 查看自定义 bridge 网桥信息
docker network inspect 799426d70aa2
[
    {
        "Name": "test-network",
        "Id": "799426d70aa28b73b4a777c85b338186eafadd1558b13c43e07a9fd9a8b545e7",
        "Created": "2021-10-03T20:30:03.325679562+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",  #✨test-network 的子网✨
                    "Gateway": "172.18.0.1"     #✨test-network 的网关✨
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {"Network": ""},"ConfigOnly": false,"Containers": {"29298987c51b777b546bf6626560020ce235e390e1d7fcfe188c6db228ca4edf": {"Name":"mysql01","EndpointID":"a69560a1872a25af042c74132df5dcade6e0e93faf9102185c1de19f6c8b3b36","MacAddress":"02:42:ac:12:00:02","IPv4Address":"172.18.0.2/16",    #✨mysql01 容器的 IP，与之前不同✨"IPv6Address":""},
            "cb1922b95b9316d129b54f3545fad9729092926e10a1d5517f8928db42706151": {
                "Name": "centos01",
                "EndpointID": "f0cf5feb77ec23526fe5cee217dba9271125b9b4106c81bc7d58253ac48a4caf",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:03",
                "IPv4Address": "172.18.0.3/16",    #✨centos01 容器的 IP，与之前不同✨
                "IPv6Address": ""},"cc6f510b9765ba018dbafd416c9774ddf5fd3ff55fa992827f55516e8dc70b6a": {"Name":"centos02","EndpointID":"6c88540d719014e441d3119c4388e62d311b07acf009106e16aa66d7ebaf5763","MacAddress":"02:42:ac:12:00:04","IPv4Address":"172.18.0.4/16",    #✨centos02 容器的 IP，与之前不同✨"IPv6Address":""}
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}}
]
  1. 通过容器名或别名互连通信

进入 centos01 容器，ping centos02, ping mysql01

能够发现 centos01 能够和 centos02、mysql01 容器之间能够通信

docker exec -it cb1922b95b93 /bin/bash👈
[root@cb1922b95b93 /]# ping centos02👈
PING centos02 (172.18.0.4) 56(84) bytes of data.
64 bytes from centos02.test-network (172.18.0.4): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.118 ms
64 bytes from centos02.test-network (172.18.0.4): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.113 ms
...
ping mysql01👈
PING mysql01 (172.18.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from mysql01.test-network (172.18.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.107 ms
64 bytes from mysql01.test-network (172.18.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.103 ms
...
  1. 断开网络

因为咱们的容器依然连贯着默认 bridge 网桥 docker0，而当初咱们曾经不须要它，所以应该将容器与 docker0 的连贯断开，执行以下操作disconnect:

docker network disconnect bridge mysql01
docker network disconnect bridge centos01
docker network disconnect bridge centos02
  1. 查看默认 bridge 网桥 docker0 的容器网络配置
docker network inspect feafa30d4051👈
[
    {
        "Name": "bridge",
        "Id": "feafa30d4051f24353508959bd420fd163ad0c98d6b30ec8ff13b59a59552bb1",
        "Created": "2021-09-26T15:10:27.167774553+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": {},    #✨之前的容器服务，曾经从默认网桥中移除✨"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": {}}
]

最初

理解了 Docker 网络、容器通信之后，对持续学习服务网格（Service Mesh）与 Kubernetes 的服务发现有很大帮忙。很多的我的项目架构也都是从网络通信角度进行的层级、模块划分（比方：网路拓扑图、终极零碎架构异地多活）。对于网络，学完之后你会发现很多货色都串一块了，超级有意思😊

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