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初学Docker容器网络不得不看的学习笔记

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一、关于Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言 并遵从Apache2.0协议开源。

Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。

因为对比传统虚拟机有启动快、性能提升、运维成本等等绝对优势，越来越受开发运维童鞋的青睐。

二、关于Docker网络模式分类

1、bridge模式，--net=bridge(默认)

2、host模式，--net=host

3、container模式 使用–net =container:指定容器名

4、none模式，--net=none

5、用户自定义模式

三、关于Docker网络模式详解

3.1 bridge模式

Docker网络的默认模式，在docker run启动容器的时候，如果不加--net参数，就默认采用这种网络模式。安装完docker，系统会自动添加一个供docker使用的网桥docker0。容器通过DHCP获取一个与docker0同网段的IP地址，并默认连接到docker0网桥，并将docker0的IP地址作为网关实现容器与宿主机的网络互通，另外，同一个宿主机下同样使用bridge模式的容器可以直接通讯。

实验部分

环境：VMware 安装Centos7虚拟机。

首先在Centos虚拟机中安装容器

yum -y install docker-io  ####安装docker

初学Docker容器网络不得不看的学习笔记

启动容器服务并检查启动状态systemctl start docker

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启动docker服务后会发现主机多了一个docker0网卡
（PS：目前本机是通过192.168.32.129这个地址可以直接上网的）。

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我们启动一个Centos的容器并进入bash，由于我们没有本地没有centos的镜像文件，默认就直接从Docker的官网镜像仓库下载。

[root@cesrc ~]# docker run -itd centos /bin/bash

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查看启动的容器

[root@cesrc ~]# docker ps –a

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进入容器里面，查看IP配置。

[root@cesrc ~]# docker attach b670

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默认没有ifconfig命令，yum安装下net-tools

yum install net-tools

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查看容器的ip和路由配置，容器分到了与docker0同段地址并将默认路由指向docker0

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此容器可以直接上网

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iptables -t nat –vnL，查看docker生成的iptables，可以看出相当于docker0对容器做了SNAT，

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再启动一个容器

docker run -itd --name centos2 centos /bin/bash

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此主机上的容器间可以直接通讯

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此模式的网络工作模式如下图所示

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3.2 host模式

容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是直接使用宿主机的IP和端口，但是文件系统是和宿主机隔离的

docker run -itd --net=host --name host-rq centos /bin/bash

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进入容器

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容器的进程如下，是和宿主机独立。

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3.3 Container模式

此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，和已有指定的容器出了网络方面其他都是独立的。

创建原始的一个容器s-centos

[root@cesrc ~]# docker run -itd --name s-centos centos /bin/bash

be7425c3fac6845c9d8d150f9b8c710f9268611fa3a6d86d59444ea1e4bfe415

创建新容器d-centos并使用原有容器的网络

[root@cesrc ~]# docker run -itd --net=container:s-centos --name d-centos centos /bin/bash

d576e3009391111688004f57c1549572fd534d33d0e7ee7cc1e02a785f6c8c14

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分别进入容器内部，查看IP配置和文件系统是否独立

S-centos

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D-centos

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3.4 None模式

此模式下创建的不会创建网络，容器里面就不会有ip容器中只有lo，用户可以在此基础上，对容器网络做定制，若想使用pipework手工配置指定docker容器的ip地址，必须要在none模式下才可以

docker run -itd --net=none --name n-centos centos /bin/bash

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None模式下生成的容器必须经过手工配置后才可以上网。

3.5 用户自定义模式

用户自定义模式主要可选的有三种网络驱动：bridge、overlay、macvlan。bridge驱动用于创建类似于前面提到的bridge网络;overlay和macvlan驱动用于创建跨主机的网络，本例中我们使用Flannel和etcd使用overlay技术实现docker跨物理机通信。

Flannel实现的容器的跨主机通信通过如下过程实现：

在etcd中规划配置所有主机的docker0子网范围；每个主机上的flanneld根据etcd中的配置，为本主机的docker0分配子网，保证所有主机上的docker0网段不重复，并将结果（即本主机上的docker0子网信息和本主机IP的对应关系）存入etcd库中，这样etcd库中就保存了所有主机上的docker子网信息和本主机IP的对应关系；当需要与其他主机上的容器进行通信时，查找etcd数据库，找到目的容器的子网所对应的outip（目的宿主机的IP），将原始数据包封装在VXLAN或UDP数据包中，IP层以outip为目的IP进行封装；由于目的IP是宿主机IP，因此路由是可达的，VXLAN或UDP数据包到达目的宿主机解封装，解出原始数据包，最终到达目的容器。

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(图片摘自网络)

实验规划

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Node1节点安装etcd步骤如下

1、安装etcd程序

yum install -y etcd

2、修改etcd配置文件，配置文件在/etc/etcd/etcd.conf，本实验etcd单机部署，群集配置部分没有做严格更改。配置如下：

#[Member]

#ETCD_CORS=""

ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/host129.etcd"  #etcd数据保存目录

#ETCD_WAL_DIR=""

#ETCD_LISTEN_PEER_URLS=http://192.168.32.129:2380  #集群内部通信使用的URL

ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=http://127.0.0.1:2379,http://192.168.32.129:2379    #供外部客户端使用的URL

#ETCD_MAX_SNAPSHOTS="5"

#ETCD_MAX_WALS="5"

ETCD_NAME="host129"    #etcd实例名称

3、设置后期分给docker容器的网段

etcdctl mk /network/config '{"Network":"172.18.0.0/16", "SubnetMin": "172.18.1.0", "SubnetMax": "172.18.254.0"}'

4、设置开机启动etcd服务并启动该服务

systemctl enable etcd

systemctl start etcd
Node2节点安装etcd步骤如下

1、安装Docker和Flannel服务

yum install -y docker flannel

2、修改Flannel配置文件如下

Flanneld configuration options

# etcd url location.  Point this to the server where etcd runs

FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS="http://192.168.32.129:2379" ##设置etcd地址和端口信息

# etcd config key.  This is the configuration key that flannel queries

# For address range assignment

FLANNEL_ETCD_PREFIX="/network"

# Any additional options that you want to pass

FLANNEL_OPTIONS="-iface=ens33"     ##设置Flannel与etcd通讯网卡

3、设置启动参数

cd /usr/libexec/flannel/ 
./mk-docker-opts.sh –i

4、启动Docker和Flannel服务

systemctl enable docker flanneld

systemctl start docker flannel

5、开启宿主机转发功能{一定要打开，很多网上教程都没有提这个，造成无法联通}

iptables -PFORWARD ACCEPT

6、创建容器并进入容器，查看IP

docker run -itd centos /bin/bash

docker ps –a

docker attach 6c

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在Node2节点上的操作同样在Node3执行一遍，最终看到Node3的获取的IP如图：

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测试容器

Node2和node3上的容器是可以互相访问

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宿主机上生成了到各个node的路由条目

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上述方式可以实现跨主机的docker通讯，除此之外还有其他两种方式:

  • 在宿主机上添加到其他主机容器的静态路由方式

  • 桥接方式

这两种方式都比较好理解，参考网络摘抄的两张图片

原文链接：https://www.cnblogs.com/yy-cxd/p/6553624.html

静态路由方法：

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桥接方法：

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四、关于Docker的常用概念和命令总结

4.1 Docker 镜像

我们都知道，操作系统分为内核和用户空间。对于 Linux 而言，内核启动后，会挂载 root 文件系统为其提供用户空间支持。而 Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 16.04 最小系统的 root 文件系统。

4.2 Docker 容器

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

4.3 Docker Registry

镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主机上运行，但是，如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry 就是这样的服务。

有公有，有私有。

镜像管理命令

1) 获取镜像

从 Docker 镜像仓库获取镜像的命令是 docker pull。其命令格式为：

docker pull [选项] [Docker Registry 地址[:端口号]/]仓库名[:标签]

命令参考 docker pull ubuntu:16.04

不指定tag默认就是下载最新的

docker pull mirrors.aliyun.com:ubuntu 从阿里云仓库

2) 列出镜像

docker image ls

列表包含了 仓库名、标签、镜像 ID、创建时间 以及 所占用的空间。

3) 删除镜像

docker rmi 镜像Id 删除镜像文件

docker rmi -f 镜像ID强制删除镜像

4) 容器管理

docker create 创建不启动

docker start启动容器

docker stop 容器名称 终止容器

docker restart 容器名称重启容器

docker rm id 删除容器

docker run -it centos /bin/sh 创建并启动容器 exit后容器自动退出，若想以守护进程方式继续运行，需要改为docker run -itd centos /bin/sh

docker ps 查看运行中的容器

docker ps –a 查看所有容器，包含停止的容器。

5) 进入容器

docker attch 名字进入容器

docker exec -it``` 容器```id command | docker exec -it 7813e41ec005 /bin/sh

6) 导出容器至文件

docker export -o test_for_run_tar 容器ID

或 docker export 容器ID >test_for_stop_tar

7) 导入文件变成镜像

docker import test_for_run_tar - test/ubuntu:v1.0

8) 数据管理

a)数据卷是一个可供容器使用的特殊目录，将操作系统的目录映射到容器

docker run -d -P --name web -v /src/webapp:/opt/webapp centos /bin/sh

挂载主机的/src/webapp到容器的/opt/webapp目录，默认可读写

docker run -d -P --name web -v /src/webapp:/opt/webapp:ro centos /bin/sh

只读模式

b)数据卷容器，可供其他容器共享使用的容器

先建立一个数据卷容器

root@localhost /]# docker run -it -v /cunchu --name chuchurongqi centos

[root@90bd63b06074 /]# ls

bin cunchu dev etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var

[root@90bd63b06074 /]# cd cunchu/

[root@90bd63b06074 cunchu]# vi qiang.txt

新建一个其他容器，使用--volumes-from 数据卷容器名字实现挂载容器卷里面的数据卷。

[root@localhost /]# docker run -it --volumes-from chuchurongqi --name db2 centos

作者：网络安全-王志强

原文首发于：宜信安全应急响应中心

来源：宜信技术学院


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