云原生時代必須具備的核心技能之Docker高級篇(Docker網(wǎng)絡(luò)詳解)
前面給大家項目的介紹了Docker的基礎(chǔ)內(nèi)容
Docker基礎(chǔ)篇
接下來給大家系統(tǒng)的介紹下Docker高級篇的內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)核心、Docker實戰(zhàn)、DockerCompose、Harbor以及Swarm。歡迎關(guān)注哦
Docker網(wǎng)絡(luò)介紹
Docker是基于Linux Kernel的namespace，CGroups,UnionFileSystem等技術(shù)封裝成的一種自定義容器格式，從而提供了一套虛擬運行環(huán)境。
namespace: 用來做隔離的，比如 pid[進程]、net【網(wǎng)絡(luò)】、mnt【掛載點】
CGroups：Controller Groups 用來做資源限制，比如內(nèi)存和CPU等
Union File Systems：用來做Image和Container分層
1.計算機網(wǎng)絡(luò)模型
Docker網(wǎng)絡(luò)官網(wǎng)：https://docs.docker.com/network/。
OSI：開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(Open System Interconnect)
TCP/IP:傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(Transmission Control/Internet Protocol),是指能夠在多個不同網(wǎng)絡(luò)間實現(xiàn)信息傳輸?shù)膮f(xié)議簇。TCP/IP協(xié)議不僅僅指的是TCP 和IP兩個協(xié)議，而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協(xié)議構(gòu)成的協(xié)議簇， 只是因為在TCP/IP協(xié)議中TCP協(xié)議和IP協(xié)議最具代表性，所以被稱為TCP/IP協(xié)議。
分層思想：分層的基本想法是每一層都在它的下層提供的服務(wù)基礎(chǔ)上提供更高級的增值服務(wù)，而最高層提供能運行分布式應(yīng)用程序的服務(wù)
客戶端發(fā)送請求：
服務(wù)端接受請求：
2 Liunx中網(wǎng)卡
2.1 查看網(wǎng)卡信息
查看網(wǎng)卡的命令:ip a
[vagrant@localhost ~]$ ip a 1: lo:
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通過ip a 可以看到當前的centos中有的4個網(wǎng)卡信息作用分別是
ip link show:
[vagrant@localhost ~]$ ip link show 1: lo:
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以文件的形式查看網(wǎng)卡：ls /sys/class/net
[vagrant@localhost ~]$ ls /sys/class/net docker0 eth0 eth1 lo
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2.2 配置文件
在Linux中網(wǎng)卡對應(yīng)的其實就是文件，所以找到對應(yīng)的網(wǎng)卡文件即可，存放的路徑
[vagrant@localhost network-scripts]$ cd /etc/sysconfig/network-scripts/ [vagrant@localhost network-scripts]$ ls ifcfg-eth0 ifdown-eth ifdown-ppp ifdown-tunnel ifup-ippp ifup-post ifup-TeamPort network-functions-ipv6 ifcfg-eth1 ifdown-ippp ifdown-routes ifup ifup-ipv6 ifup-ppp ifup-tunnel ifcfg-lo ifdown-ipv6 ifdown-sit ifup-aliases ifup-isdn ifup-routes ifup-wireless ifdown ifdown-isdn ifdown-Team ifup-bnep ifup-plip ifup-sit init.ipv6-global ifdown-bnep ifdown-post ifdown-TeamPort ifup-eth ifup-plusb ifup-Team network-functions
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2.3 網(wǎng)卡操作
網(wǎng)卡中增加ip地址
[root@localhost ~]# ip addr add 192.168.100.120/24 dev eth0 [root@localhost ~]# ip a 1: lo:
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刪除IP地址: ip addr delete 192.168.100.120/24 dev eth0
[root@localhost ~]# ip addr delete 192.168.100.120/24 dev eth0 [root@localhost ~]# ip a 1: lo:
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2.4 網(wǎng)卡信息解析
狀態(tài)：UP/DOWN/UNKOWN等
link/ether：MAC地址
inet：綁定的IP地址
3 Network Namespace
Network Namespace 是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的重要功能，它能創(chuàng)建多個隔離的網(wǎng)絡(luò)空間，它們有獨自的網(wǎng)絡(luò)棧信息。不管是虛擬機還是容器，運行的時候仿佛自己就在獨立的網(wǎng)絡(luò)中。
3.1 Network Namespce 實戰(zhàn)
添加一個namespace
ip netns add ns1
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查看當前具有的namespace
ip netns list
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[root@localhost ~]# ip netns add ns1 [root@localhost ~]# ip netns list ns1
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刪除namespace
ip netns delete ns1
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[root@localhost ~]# ip netns add ns1 [root@localhost ~]# ip netns list ns1 [root@localhost ~]# ip netns delete ns1 [root@localhost ~]# ip netns list [root@localhost ~]#
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查看namespace【ns1】的網(wǎng)卡情況
ip netns exec ns1 ip a
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[root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip a 1: lo:
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啟動網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
ip netns exec ns1 ifup lo
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[root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip link show 1: lo:
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關(guān)掉網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
[root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ifdown lo [root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip a 1: lo:
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還可以通過 link 來設(shè)置狀態(tài)
[root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip link set lo up [root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip a 1: lo:
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再次添加一個namespace【ns2】
[root@localhost ~]# ip netns add ns2 [root@localhost ~]# ip netns list ns2 ns1
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現(xiàn)在要實現(xiàn)兩個namespace的通信
要實現(xiàn)兩個network namespace的通信，我們需要實現(xiàn)到的技術(shù)是：
veth pair：Virtual Ethernet Pair，是一個成對的端口，可以實現(xiàn)上述功能
創(chuàng)建一對link，也就是接下來要通過veth pair連接的link
ip link add veth-ns1 type veth peer name veth-ns2
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然后在宿主機中就會多出一對網(wǎng)卡信息
然后將創(chuàng)建好的 veth-ns1交給namespace1，把veth-ns2交給namespace2
ip link set veth-ns1 netns ns1 ip link set veth-ns2 netns ns2
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再查看ns1和ns2中的link情況
[root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip link 1: lo:
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此時veth-ns1和veth-ns2還沒有ip地址，顯然通信還缺少點條件
ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.0.11/24 dev veth-ns1 ip netns exec ns2 ip addr add 192.168.0.12/24 dev veth-ns2
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再次查看，發(fā)現(xiàn)state是DOWN.所以我們需要啟用對應(yīng)的網(wǎng)卡
[root@localhost ~]# ip netns exec ns1 ip link set veth-ns1 up [root@localhost ~]# ip netns exec ns2 ip link set veth-ns2 up
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然后查看狀態(tài)
然后就可以相互之間ping通了
ip netns exec ns1 ping 192.168.0.12 ip netns exec ns2 ping 192.168.0.11
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3.2 Container的NameSpace
按照上面的描述，實際上每個container，都會有自己的network namespace，并且是獨立的，我們可以進入到容器中進行驗證
創(chuàng)建兩個Tomcat容器
docker run -d --name tomcat01 -p 8081:8080 tomcat
docker run -d --name tomcat02 -p 8082:8080 tomcat
進入到兩個容器中，查看ip
docker exec -it tomcat01 ip a
docker exec -it tomcat02 ip a
相互ping是可以ping通的
問題：此時tomcat01和tomcat02屬于兩個network namespace，是如何能夠ping通的？ 有些小伙伴可能會想，不就跟上面的namespace實戰(zhàn)一樣嗎？注意這里并沒有veth-pair技術(shù)
4 深入分析container網(wǎng)絡(luò)-Bridge
4.1 Docker默認Bridge
首先我們通過ip a可以查看當前宿主機的網(wǎng)絡(luò)情況
[root@localhost tomcat]# ip a 1: lo:
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然后查看 tomcat01中的網(wǎng)絡(luò)： docker exec -it tomcat01 ip a可以發(fā)現(xiàn)
[root@localhost tomcat]# docker exec -it tomcat01 ip a 1: lo:
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我們發(fā)現(xiàn)在宿主機中是可以ping通Tomcat01的網(wǎng)絡(luò)的。
[root@localhost tomcat]# ping 172.17.0.2 PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.038 ms 64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.038 ms ^C --- 172.17.0.2 ping statistics --- 2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 999ms rtt min/avg/max/mdev = 0.038/0.038/0.038/0.000 ms
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既然可以ping通，而且centos和tomcat01又屬于兩個不同的NetWork NameSpace，他們是怎么連接的？看圖
其實在tomcat01中有一個eth0和centos的docker0中有一個veth是成對的，類似于之前實戰(zhàn)中的veth-ns1和veth-ns2,要確認也很簡單
yum install bridge-utils brctl show
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執(zhí)行
[root@localhost tomcat]# brctl show bridge name bridge id STP enabled interfaces docker0 8000.024252d40a9f no veth78a90d0 vetha2bfbf4
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對比 ip a 情況
那么畫圖說明：
這種網(wǎng)絡(luò)連接方法我們稱之為Bridge，其實也可以通過命令查看docker中的網(wǎng)絡(luò)模式：docker network ls , bridge也是docker中默認的網(wǎng)絡(luò)模式
[root@localhost tomcat]# docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 92242fc0f805 bridge bridge local 96b999d7fcc2 host host local 17b86f9caa33 none null local
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不妨檢查一下bridge：docker network inspect bridge
"Containers": { "4b3500fed6b99c00b3ed1ae46bd6bc33040c77efdab343175363f32fbcf42e63": { "Name": "tomcat01", "EndpointID": "40fc0925fcb59c9bb002779580107ab9601640188bf157fa57b1c2de9478053a", "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02", "IPv4Address": "172.17.0.2/16", "IPv6Address": "" }, "92d2ff3e9be523099ac4b45058c5bf4652a77a27b7053a9115ea565ab43f9ab0": { "Name": "tomcat02", "EndpointID": "1d6c3bd73e3727dd368edf3cc74d2f01b5c458223f844d6188486cb26ea255bc", "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03", "IPv4Address": "172.17.0.3/16", "IPv6Address": "" } }
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在tomcat01容器中是可以訪問互聯(lián)網(wǎng)的，順便把這張圖畫一下咯，NAT是通過iptables實現(xiàn)的
4.2 自定義NetWork
創(chuàng)建一個network，類型為 Bridge
docker network create tomcat-net 或者 docker network create tomcat-net --subnet=172.18.0.0/24 tomcat-net
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查看已有的NetWork: docker network ls
[root@localhost ~]# docker network create tomcat-net 43915cba1f9204751b48896d7d28b83b4b6cf35f06fac6ff158ced5fb9ddb5b3 [root@localhost ~]# docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE b5c9cfbc0410 bridge bridge local 96b999d7fcc2 host host local 17b86f9caa33 none null local 43915cba1f92 tomcat-net bridge local
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查看tomcat-net詳情信息：docker network inspect tomcat-net
[root@localhost ~]# docker network inspect tomcat-net [ { "Name": "tomcat-net", "Id": "43915cba1f9204751b48896d7d28b83b4b6cf35f06fac6ff158ced5fb9ddb5b3", "Created": "2021-10-11T12:10:19.543766962Z", "Scope": "local", "Driver": "bridge", "EnableIPv6": false, "IPAM": { "Driver": "default", "Options": {}, "Config": [ { "Subnet": "172.18.0.0/16", "Gateway": "172.18.0.1" } ] }, "Internal": false, "Attachable": false, "Ingress": false, "ConfigFrom": { "Network": "" }, "ConfigOnly": false, "Containers": {}, "Options": {}, "Labels": {} } ]
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刪除network：docker network rm tomcat-net
創(chuàng)建tomcat容器，并指定使用tomcat-net
[root@localhost ~]# docker run -d --name custom-net-tomcat --network tomcat-net tomcat-ip:1.0 264b3901f8f12fd7f4cc69810be6a24de48f82402b1e5b0df364bd1ee72d8f0e
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查看custom-net-tomcat的網(wǎng)絡(luò)信息:截取了關(guān)鍵信息
12: br-43915cba1f92:
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查看網(wǎng)卡接口信息
[root@localhost ~]# brctl show bridge name bridge id STP enabled interfaces br-43915cba1f92 8000.024271a667c7 no veth282a555 docker0 8000.02423964f095 no veth4526c0c vethaa2f6f4 vethc6ad4c2
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此時在custom-net-tomcat容器中ping一些tomcat01發(fā)現(xiàn)是ping不通的
[root@localhost ~]# docker exec -it custom-net-tomcat ping 172.17.0.2 PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data. ^C --- 172.17.0.2 ping statistics --- 3 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 2000ms
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此時如果tomcat01容器能夠連接上tomcat-net上應(yīng)該就可以了
docker network connect tomcat-net tomcat01
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[root@localhost ~]# docker exec -it tomcat01 ping custom-net-tomcat PING custom-net-tomcat (172.18.0.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from custom-net-tomcat.tomcat-net (172.18.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.138 ms ^C --- custom-net-tomcat ping statistics --- 1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms rtt min/avg/max/mdev = 0.138/0.138/0.138/0.000 ms [root@localhost ~]# docker exec -it custom-net-tomcat ping tomcat01 PING tomcat01 (172.18.0.3) 56(84) bytes of data. 64 bytes from tomcat01.tomcat-net (172.18.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.031 ms
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5 深入分析 Container網(wǎng)絡(luò)-Host&None
5.1 Host
Host模式下,容器將共享主機的網(wǎng)絡(luò)堆棧,并且主機的所有接口都可供容器使用.容器的主機名將與主機系統(tǒng)上的主機名匹配
創(chuàng)建一個容器，并指定網(wǎng)絡(luò)為host
docker run -d --name my-tomcat-host --network host tomcat-ip:1.0
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查看ip地址
docker exec -it my-tomcat-host ip a
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檢查host網(wǎng)絡(luò)
docker network inspect host
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"Containers": { "f495a6892d422e61daab01e3fcfa4abb515753e5f9390af44c93cae376ca7464": { "Name": "my-tomcat-host", "EndpointID": "77012b1ac5d15bde3105d2eb2fe0e58a5ef78fb44a88dc8b655d373d36cde5da", "MacAddress": "", "IPv4Address": "", "IPv6Address": "" } }
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5.2 None
None模式不會為容器配置任何IP,也不能訪問外部網(wǎng)絡(luò)以及其他容器.它具有環(huán)回地址,可用于運行批處理作業(yè).
創(chuàng)建一個tomcat容器，并指定網(wǎng)絡(luò)為none
docker run -d --name my-tomcat-none --network none tomcat-ip:1.0
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查看ip地址
docker exec -it my-tomcat-none
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檢查none網(wǎng)絡(luò)
docker network inspect none
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"Containers": { "c957b61dae93fbb9275acf73c370e5df1aaf44a986579ee43ab751f790220807": { "Name": "my-tomcat-none", "EndpointID": "16bf30fb7328ceb433b55574dc071bf346efa58e2eb92b6f40d7a902ddc94293", "MacAddress": "", "IPv4Address": "", "IPv6Address": "" } }
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6 端口映射
創(chuàng)建一個tomcat容器，名稱為port-tomcat
docker run -d --name port-tomcat tomcat-ip:1.0
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思考如何訪問tomcat的服務(wù)
docker exec -it port-tomcat bash curl localhost:8080
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如果要載centos7上訪問呢
docker exec -it port-tomcat ip a curl 172.17.0.4:8080
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如果我們需要在centos中通過localhost來訪問呢?這時我們就需要將port-tomcat中的8080端口映射到centos上了
docker rm -f port-tomcat docker run -d --name port-tomcat -p 8090:8080 tomcat-ip:1.0 curl localhost:8090
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centos7是運行在win10上的虛擬機，如果想要在win10上通過ip:port方式訪問呢？
#此時需要centos和win網(wǎng)絡(luò)在同一個網(wǎng)段，所以在Vagrantfile文件中 #這種方式等同于橋接網(wǎng)絡(luò)。也可以給該網(wǎng)絡(luò)指定使用物理機哪一塊網(wǎng)卡，比如 #config.vm.network"public_network",:bridge=>'en1: Wi-Fi (AirPort)' config.vm.network"public_network" centos7: ip a --->192.168.8.118 win10:瀏覽器訪問 192.168.8.118:9080
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7 多機之間通信
具體深入介紹會在 Docker Swarm 中詳聊，本節(jié)簡單介紹。
在同一臺centos7機器上，發(fā)現(xiàn)無論怎么折騰，我們一定有辦法讓兩個container通信。 那如果是在兩臺centos7機器上呢？畫個圖
VXLAN技術(shù)實現(xiàn)：Virtual Extensible LAN(虛擬可擴展局域網(wǎng))。
ps:掌握了Docker的網(wǎng)絡(luò)，其實也就掌握整個技術(shù)的核心了，如果文章有幫助歡迎關(guān)注哦
下篇：Docker實現(xiàn)
Docker 云原生 網(wǎng)絡(luò)
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