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2022/08/28阅读:19主题:蔷薇紫

Docker0网络及原理探究

个人观点:Docker网络通信在容器编排、集群部署中具有举足轻重的地位,(玩docker不懂docker0那就......玩不透哇👀)本篇分析Docker网络,并通过启动几个容器来探究Docker网络及容器通信,帮助读者理解一下😊。

1、Docker0

Docker 服务默认会创建一个 docker0 网桥(其上有一个 docker0 内部接口),它在内核层连通了其他的物理或虚拟网卡,这就将所有容器和本地主机都放到同一个物理网络。

Docker 默认指定了 docker0 接口 的 IP 地址和子网掩码,让主机和容器之间可以通过网桥相互通信,它还给出了 MTU(接口允许接收的最大传输单元),通常是 1500 Bytes,或宿主主机网络路由上支持的默认值。这些值都可以在服务启动的时候进行配置。

2、清空所有镜像

如果是初学者,还不是很了解docker0的情况下,建议清空所有镜像,创造一个比较干净的容器网络环境,更加清晰,有助于学习docker0😃

# 1. 查看运行的容器
docker ps

# 2. 停掉所有正在运行的容器(否则删除不掉)
docker stop [containerID]   # docker stop $(docker container ls -q)

# 3. 执行删除
docker rmi -f $(docker images -aq)

# 4. 查看镜像
docker images

3、查看网卡信息

  1. 先了解一下ip addr命令
ip addr

lo        # 本机回环地址 127.0.0.1
eth0      # 阿里云内网地址 172.31.81.32
docker0   # docker生成的网卡 172.17.0.1
  1. 获取当前网卡ip地址和mac地址
[root@--- ~]# 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
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:16:3e:0a:00:34 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.31.81.32/20 brd 172.31.95.255 scope global dynamic eth0
       valid_lft 291944112sec preferred_lft 291944112sec
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default 
    link/ether 02:42:a4:2f:c5:62 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@--- ~]

下面通过docker启动几个容器来探究一下Docker网络👇

4、运行容器之后,再次查看网卡信息

安装Docker时,它会自动创建三个网络,默认bridge网桥(创建容器默认连接到此网络)、 nonehost

4.1、运行mysql01, centos01, centos02容器

  • 启动时,docker默认的bridge网桥,docker0给容器服务自动分配ip
docker run -it --name mysql01 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 mysql:5.7
docker run -it --name centos01  centos /bin/bash
docker run -it --name centos02  centos /bin/bash

4.2、查看ip、mac地址信息

  • 可以看到上面启动的三个容器服务的mac信息
$ 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
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:16:3e:0a:00:34 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.31.81.32/20 brd 172.31.95.255 scope global dynamic eth0
       valid_lft 291916543sec preferred_lft 291916543sec
3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:a4:2f:c5:62 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
140: br-799426d70aa2: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default 
    link/ether 02:42:7f:01:1d:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.18.0.1/16 brd 172.18.255.255 scope global br-799426d70aa2
       valid_lft forever preferred_lft forever
154: vethe3da564@if153: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
    link/ether ea:84:fb:14:47:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
156: veth6477da5@if155: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
    link/ether 86:35:30:8d:14:85 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 1
158: veth17b2712@if157: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default 
    link/ether 72:76:f0:3c:17:e8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 2

4.3、查看docker网络

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

4.4、查看默认bridge网桥(docker0)

[root@--- ~]# 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": {
            "29298987c51b777b546bf6626560020ce235e390e1d7fcfe188c6db228ca4edf": {
                "Name""mysql01",
                "EndpointID""f6572c49234f74a6c0b652a379bb386f843ebd23b02abd59b1f6a9d1c9534b17",
                "MacAddress""02:42:ac:11:00:02",
                "IPv4Address""172.17.0.2/16",    # ✨容器的IP✨
                "IPv6Address"""
            },
            "cb1922b95b9316d129b54f3545fad9729092926e10a1d5517f8928db42706151": {
                "Name""centos01",
                "EndpointID""ef6cfa74f56bfa4f49143aa08cf323812002236bc63f75204dee7c3ec1162250",
                "MacAddress""02:42:ac:11:00:03",
                "IPv4Address""172.17.0.3/16",    # ✨容器的IP✨
                "IPv6Address"""
            },
            "cc6f510b9765ba018dbafd416c9774ddf5fd3ff55fa992827f55516e8dc70b6a": {
                "Name""centos02",
                "EndpointID""2f901aec8f8b455d1fb06112c9035a19f34cc597d8907f26f1b896f12d7eb7ba",
                "MacAddress""02:42:ac:11:00:04",
                "IPv4Address""172.17.0.4/16",    # ✨容器的IP✨
                "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": {}
    }
]

4.5、测试容器通信

此时,进入centos01容器,ping mysql容器的ip可以ping通,但是ping不通容器名 ❗

docker exec -it cb1922b95b93 /bin/bash
ping 172.17.0.2

# docker0不支持容器名连接访问
ping mysql01
ping: mysql01: Name or service not known


docker run 启动镜像的时候docker都会分配一个网卡地址

#查看运行容器的ip
docker inspect 容器ID | grep IPAddress

如下图👇

5、容器通信原理

  • 只要我们安装了docker,就会有一个网卡docker0(相当于一个路由器),每启动一个docker容器,docker都会给docker容器分配一个ip(连接路由器的终端,同一网段下终端可以互相通信),

  • 通过evth-pair技术实现,evth-pair就是一对虚拟设备接口,他们都是成对出现的,一端连着协议,一端彼此相连,evth-pair充当一个桥梁,连接各种虚拟网络设备。

  • Docker网络使用的是Linux桥接,宿主机是docker容器的网桥,docker0,最多分配65535个

  • 删除容器之后,虚拟网卡就自动消失了。(虚拟网卡传递效率高!

启动容器不设置网络,容器ip由docker0自动分配情况下,容器间的通信,要经过evth-pair技术实现,并不是直连的。(跟计算机网络通信类似,分层模型,TCP/IP协议数据报封装解封装)

5.1、结论

  1. tomcat01,tomcat02是共用的一个路由器,docker0

  2. 所有的容器启动时,如果不指定网络的情况下,都是docker0路由的。65535

最后

上面docker0不支持容器名连接访问,容器通信只可以通过容器ip通信,docker也无法保证容器重启后的IP地址不变,所以更好的方式是通过别名进行互联,下篇继续讲解怎么通过别名进行容器通信,😊😊。


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