Docker网络实现

2024-07-08 08:12:58 浏览数 (2)

本机容器网络大概生成过程:

  • 首先每个容器对应创建一个network namespace;
  • 然后将所有的容器的network namespace连接到Bridge网桥(docker0)上,使得容器间互相处于一个局域网内,方便连通。

Docker的网络命名空间

docker使用namespace实现容器网络,但是我们使用ip netns命令却无法在主机上看到任何network namespace,这是因为默认docker把创建的网络命名空间链接文件隐藏起来了。

Docker 使用的Linux Bridge

关于Docker为什么要加个Bridge来连通所有的容器?其实不加Bridge,网络也能通。只是说有了Bridge,就有了覆盖更多复杂场景的能力。

这里直接引用Docker自己的描述:通过Bridge,可以使得连到这个Bridge的容器互相通信;同时和没有连到这个Bridge的容器保持网络隔离。(大意就是:容器可以按网络分组)

Docker 为我们提供了四种不同的网络模式,Host、Container、None 和 Bridge 模式。

在默认情况下,每一个容器在创建时都会创建一对虚拟网卡,两个虚拟网卡组成了数据的通道,其中一个会放在创建的容器中,会加入到名为 docker0 网桥中。我们可以使用如下的命令来查看当前网桥的接口:

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$ brctl show
bridge name	bridge id		STP enabled	interfaces
docker0		8000.0242a6654980	no		veth3e84d4f
							            veth9953b75

docker0 会为每一个容器分配一个新的 IP 地址并将 docker0 的 IP 地址设置为默认的网关。网桥 docker0 通过 iptables 中的配置与宿主机器上的网卡相连,所有符合条件的请求都会通过 iptables 转发到 docker0 并由网桥分发给对应的机器。

代码语言:javascript复制
$ iptables -t nat -L
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
DOCKER     all  --  anywhere             anywhere             ADDRTYPE match dst-type LOCAL

Chain DOCKER (2 references)
target     prot opt source               destination
RETURN     all  --  anywhere             anywhere

我们在当前的机器上使用 docker run -d -p 6379:6379 redis 命令启动了一个新的 Redis 容器,在这之后我们再查看当前 iptables 的 NAT 配置就会看到在 DOCKER 的链中出现了一条新的规则:

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DNAT       tcp  --  anywhere             anywhere             tcp dpt:6379 to:192.168.0.4:6379

上述规则会将从任意源发送到当前机器 6379 端口的 TCP 包转发到 192.168.0.4:6379 所在的地址上。

这个地址其实也是 Docker 为 Redis 服务分配的 IP 地址,如果我们在当前机器上直接 ping 这个 IP 地址就会发现它是可以访问到的:

当有 Docker 的容器需要将服务暴露给宿主机器,就会为容器分配一个 IP 地址,同时向 iptables 中追加一条新的规则。

当我们使用 redis-cli 在宿主机器的命令行中访问 127.0.0.1:6379 的地址时,经过 iptables 的 NAT PREROUTING 将 ip 地址定向到了 192.168.0.4,重定向过的数据包就可以通过 iptables 中的 FILTER 配置,最终在 NAT POSTROUTING 阶段将 ip 地址伪装成 127.0.0.1,到这里虽然从外面看起来我们请求的是 127.0.0.1:6379,但是实际上请求的已经是 Docker 容器暴露出的端口了。

代码语言:javascript复制
$ redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 ping
PONG

Docker 通过 Linux 的命名空间实现了网络的隔离,又通过 iptables 进行数据包转发,让 Docker 容器能够优雅地为宿主机器或者其他容器提供服务。

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