Docker下网络的认识与实验
一、简述Docker的网络
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。
### dockers容器内查看容器IP（container ip）地址需要下载一个net-tools服务
yum install -y net-tools # 容器内运行下载net-tools
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多访问到,
可以通过映射容器端口到宿主主机(端口映射)
，即docker run创建容器时候通过-p或-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 run -itd --name test1 -P nginx #使用大写p进行随机端口映射
docker run -itd --name test2 -p 43210:80 nginx #使用小写p加端口进行指定的端口映射
docker ps -a
[root@docker ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
155ddb0c29b3 nginx "/docker-entrypoint.…" 4 seconds ago Up 3 seconds 0.0.0.0:43210->80/tcp, :::43210->80/tcp test2
0d1f97c0ae26 nginx "/docker-entrypoint.…" 10 minutes ago Up 10 minutes 0.0.0.0:49156->80/tcp, :::49153->80/tcp test1
浏览器访问：http://192.168.80.10:49156/、http://192.168.80.10:43210/
创建容器的同时启用端口的映射。即可在浏览器通过IP端口域名进行访问。
二、docker四大网络类型+自定义网络
使用docker run 创建Docker容器时，可以用–net或–network 选项指定容器的网络模式
| docker网络模式 | 配置 | 说明 |
|---|---|---|
| host模式 | –net=host | 容器和宿主机共享Network namespace。 |
| container模式 | –net=container:name or 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。 |
| none模式 | –net=none | 容器有独立的Network namespace，但并没有对其进行任何网络设置，如分配veth pair 和网桥连接，配置IP等。 |
| bridge模式 | –net=bridge | （默认为该模式） |
- Host: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。
- 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、端口范围。
- None:该模式关闭了容器的网络功能。
- Bridge:默认为该模式，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虛拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信。
- 自定义网络：安装Docker时，它会自动创建三个网络，bridge (创建容器默认连接到此网络)、none 、host。
###查看docker网络列表
docker network ls 或 docker network list
NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
3cce31b7db4e bridge bridge local
6f7e4930aab4 host host local
2ded2fffb055 none null local
三、docker网络模式详细说明
1、container模式
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（网络命名空间）
，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。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。
###查看容器进程PID()
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 155ddb0c29b3
22364
###会显示命名空间编号
ls -l /proc/22364/ns
-----------------------------------------------------------------
总用量 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 ipc -> ipc:[4026532688]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 mnt -> mnt:[4026532683]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 16:35 net -> net:[4026532691] #查看此项Network Namespace
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 pid -> pid:[4026532689]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:47 uts -> uts:[4026532687]
-----------------------------------------------------------------
### 创建运行并进入容器终端（容器ID），--net=指定共享网络的容器
docker run -itd --name test3 --net=container:155ddb0c29b3 centos bash
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 3a47d5cb641b
23428
ls -l /proc/23428/ns
-----------------------------------------------------------------
总用量 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 ipc -> ipc:[4026532783]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 mnt -> mnt:[4026532781]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 net -> net:[4026532691] #container模式的Network Namespace和上面的一致
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 pid -> pid:[4026532784]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 7月 26 17:56 uts -> uts:[4026532782]
-----------------------------------------------------------------
新创建容器的Network Namespace 和那个已经存在的容器可以看出是一致的。
2、none模式
使用none模式，Docker 容器拥有自己的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
。这种类型的网络没有办法联网，封闭的网络能很好的
保证容器的安全性
。
3、Host模式
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Namespaces技术来进行
资源隔离(使两个容器间不进行数据交互，不产生联系)
，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 等都与其他的Network Namespace隔离。
每个一个Docker容器一般会分配一个独立的Network Namespace 。但如果
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NetworkNamespace,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。
4、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。
(1) 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。
(2) 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—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。
(3) 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。
(4) 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
实际上就是类似于宿主机上的容器处于一个网段，而宿主机的docker0网卡作为连接各个容器的“交换机”，每个容器的IP地址在一个网段内，能互相传输数据，但是宿主机属于外部网络主机需要通过Iptables策略进行端口转发。
brctl show：查看虚拟网卡。
iptables -t nat -vnL：查看iptables转发规则。
宿主机需要开启转发规则：sysctl配置与显示在/proc/sys目录中的内核参数．可以用sysctl来设置或重新设置联网功能，如IP转发、IP碎片去除以及源路由检查等。用户只需要编辑/etc/sysctl.conf文件，追加：net.ipv4.ip_forward=1。
###临时开启的两种方法：
1） echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
2） sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
5、自定义网络
bridge模式直接使用是没有办法支持指定IP运行docker容器。
###bridge模式直接使用下方代码运行容器会报错。
docker run -itd --name test3 --network bridge --ip 172.17 .0.10 centos:7 /bin/bash
a、Docker自定义网络创建步骤
1）可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker
docker network create –subnet=172.18.0.0/16 –opt “com.docker.network.bridge.name”=”docker1” mynetwork
docker1为执行
ifconfig -a
命令时，显示的网卡名，如果不使用
–opt
参数指定此名称，那你在使用
ifconfig -a
命令查看网络信息时，看到的是类似br-110eb56a0b22 这样的名字，这显然不怎么好记。 #mynetwork为执行
docker network list
命令时，显示的bridge网络模式名称。
2）使用指定IP运行docker
docker run -itd –name test4 –net mynetwork –ip 172.18.0.10 centos /bin/bash
容器内查看IP地址：
yum -y install net-tools
，
ifconfig