docker Network(网络)详解
作者：南猿北者
docker为什么需要网络管理？
容器的网络默认与宿主机及其他容器都是相互隔离， 但同时我们也要考虑下面的一些问题， 比如:
- 多个容器之间是如何通信的
- 容器和宿主机是如何通信的
- 容器和外界主机是如何通信的
- 容器中要运行一些网络应用(如 nginx、web 应用、数据库等)，如果要让外部也可以访问这些容器内运行的网络应用应该如何实现
- 容器不想让它的网络与宿主机、与其他容器隔离应该如何实现
- 容器根本不需要网络的时候应该如何实现
- 容器需要更高的定制化网络（如定制特殊的集群网络、定制容器间的局域网）应
- 该如何实现
docker网络架构简介
Docker 容器网络是为应用程序所创造的虚拟环境的一部分，它能让应用从宿主机操作系统的网络环境中独立出来，形成容器自有的网络设备、IP 协议栈、端口套接字、IP路由表、防火墙等等与网络相关的模块。
Docker 为实现容器网络，主要采用的架构由三部分组成：CNM、Libnetwork 和驱动。
CNM:
Docker 网络架构采用的设计规范是 CNM（Container Network Model）。CNM 中规定了 Docker 网络的基础组成要素：Sandbox、Endpoint、Network。
Sandbox：提供了容器的虚拟网络栈，也即端口、套接字、IP 路由表、防火墙、DNS 配置等内容。主要用于隔离容器网络与宿主机网络，形成了完全独立的容器网络环境。Network：Docker 内部的虚拟子网，使得网络内的参与者能够进行通讯。Endpoint：就是虚拟网络的接口，就像普通网络接口一样，Endpoint 的主要职责是负责创建连接。Endpoint 类似于常见的网络适配器，那也就意味着一个 Endpoint 只能接入某一个网络， 当容器需要接入到多个网络，就需要多个 Endpoint。
如上图所示，容器 B 有两个 Endpoint 并且分别接入 Networkd A 和 Network B。那么容器 A 和容器 B 之间是可以实现通信的，因为都接入了 NetworkA。但是容器 A 和容器 C 不可以通过容器 B 的两个 Endpoint 通信。
Libnetwork:
- Libnetwork 是 CNM 的一个标准实现。Libnetwork 是开源库，采用 Go 语言编写（跨平台的），也是 Docker 所使用的库，Docker 网络架构的核心代码都在这个库中。
- Libnetwork 实现了 CNM 中定义的全部三个组件，此外它还实现了本地服务发现、基于 Ingress 的容器负载均衡，以及网络控制层和管理层等功能。
驱动：
- 驱动主要负责实现数据层相关内容，例如网络的连通性和隔离性是由驱动来处理的。驱动通过实现特定网络类型的方式扩展了 Docker 网络栈，例如桥接网络和覆盖网络。
- Docker 内置了若干驱动，通常被称作原生驱动或者本地驱动。
- 例如 Bridge Driver、Host Driver、Overlay Driver、MacVLan Driver、IPVLan Driver、None Driver 等等。每个驱动负责创建其上所有网络资源的创建和管理。
常见的网络类型
1. bridge网络：
- bridge 驱动会在 Docker 管理的主机上创建一个 Linux 网桥。默认情况下，网桥上的容器可以相互通信。也可以通过 bridge 驱动程序配置，实现对外部容器的访问。
- Docker 容器的默认网络驱动.当我们需要多个容器在同一个 Docker 主机上通信时，桥接网络是最佳选择。
2. host网络：
- 对于独立容器，移除容器和 Docker 主机之间的网络隔离，并直接使用主机的网络。
- 当网络堆栈不应该与 Docker 主机隔离，但是希望容器的其他资源被隔离时，主机网络是最佳选择。
3. container 网络：
- 这个模式指定新创建的容器和引进存在的一个容器共享一个网络 ，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，端口等，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。
4. none 网络：
- 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。容器完全网络隔离。
5. overlay 网络：
- 借助 Docker 集群模块 Docker Swarm 搭建的跨 Docker Daemon 网络。将多个Docker 守护进程连接在一起，使集群服务能够相互通信。
- 当我们需要运行在不同Docker 主机上的容器进行通信时，或者当多个应用程序使用集群服务协同工作时，覆盖网络是最佳选择。
在 Docker 安装时，会自动安装一块 Docker 网卡称为 docker0，它是一个网桥设备，主要用于 Docker 各容器及宿主机的网络通信:
docker网络管理命令
docker network create
语法： docker network create [OPTIONS] NETWORK
功能： 创建一个网络，不指定-d选项，默认是桥接网络
参数：
-d: 网络驱动,该选项接受overlay网络和birdge网络，如果有其它第三方网络，在这里指定即可;–gateway：网关地址–subnet：设置网络的ip地址范围，eg:192.168.32.0/24–ipv6：启用ipv6
实战：
docker network inspect
语法： docker network inspect [OPTIONS] NETWORK [NETWORK…]
功能： 查看一个或多个网络的详细信息
参数：
-f: 指定格式显示;
实战：
docker network connect
语法： docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
功能： 将一个容器连接进一个网络
参数：
–ip: 给容器指定ipv4地址;–ipv6: 给容器指定ipv6地址;
实战：
docker network disconnect
语法： docker network disconnect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
功能： 断开容器与网络的连接，并且在执行该命令的时候，容器必须正在运行;
参数：
-f:强制断开;
实战：
docker network prune
语法： docker network prune [OPTIONS]
功能： 删除所有未被容器引用的网络；
参数：
-f: 不要输出提示信息
实战：
docker network rm
语法： docker network rm NETWORK [NETWORK…]
别名： docker network remove
功能： 删除一个或多个网络
参数：
-f：强制删除；
实战：
docker network ls
语法： docker network ls [OPTIONS]
别名： docker network list
功能： 列出所有的网络
参数：
-q: 输出网络号
实战：
网络详解
docker bridge网络
Docker Bridge 网络采用内置的 bridge 驱动，bridge 驱动底层采用的是 Linux 内核中Linux bridge 技术。
就网络而言，bridge 网络是在网络段之间转发流量的链路层设备，而网桥可以是在主机内核中运行的硬件设备或软件设备；就 Docker 而言，桥接网络使用软件网桥 docker0，它允许连接到同一网桥网络的容器进行通信，同时提供与未连接到该网桥网络容器的隔离。
默认情况下，创建的容器在没有使用–network 参数指定要加入的 docker 网络时，
默认都是加入 Docker 默认的单机桥接网络，即下面的 name 为 bridge 的网络。
其中，容器、bridge和Host::eth0之间的之间的关系可以参考：手机、路由器、光猫之间的关系;
在日常的生活中，我们手机发出的数据包想要发送到外网的话，那么需要先将数据包发送给路由器，路由器的WAN口连接着光猫，因此路由器在拿到数据包过后，又会将其转发给光猫，再由光猫将数据转发到外网；
默认的 bridge 网络会被映射到内核中为 docker0 的网桥上。
Docker 默认的 bridge 网络和 Linux 内核中的 docker0 网桥是一一对应的关系。
bridge 是 Docker 对网络的命名，而 docker0 是内核中网桥的名字。
注意:
- docker run --network选项会使容器加入指定的网络，而不会加入默认的docker0网络;如果没有指定该选项，那么容器加入的是默认docker0网络；
- 对于两个加入docker0网络的容器来说，互相ping对方的容器名是ping不通的，但是对于两个加入自定义bridge网络的容器来说互相ping容器名可以ping通;
docker Host网络
Docker 容器运行默认都会分配独立的 Network Namespace 隔离子系统， 但是如果基于 host 网络模式，容器将不会获得一个独立的 Network Namespace，而是和宿主机共用同一个 Network Namespace，容器将不会虚拟出自己的网卡，IP 等，而是直接使用宿主机的 IP 和端口。
连接到 host 网络的容器共享宿主机的网络栈，容器的网络配置与宿主机完全一样。我
们可以通过 --network=host 指定使用 host 网络。
- 在host网络下，容器和宿主机处于同一个Network Namespace下，共享宿主机的端口和网络接口等资源;
- 在host模式下，不需要使用-p选项来指定端口映射;
- 相比于bridge类型网络的优点就是，转发效率高，因为在host网络中，避免了中间层的转发；
- 相比于bridge类型网络的缺点就是与宿主机共享同一套Network Namespace，网络资源都耦合在了一起，容器发生资源冲突；
docker Container 网络
Docker Container 的 other container 网络模式是 Docker 中一种较为特别的网络的模式。之所以称为“other container 模式”，是因为这个模式下的 Docker Container，会使用其他容器的网络环境。之所以称为“特别”，是因为这个模式下容器的网络隔离性会处于 bridge 桥接模式与 host 模式之间。Docker Container 共享其他容器的网络环境，则至少这两个容器之间不存在网络隔离，而这两个容器又与宿主机以及除此之外其他的容器存在网络隔离。
Docker Container 的 other container 网络模式实现逻辑如下：
- 查找 other container（即需要被共享网络环境的容器）的网络 namespace；
- 将新创建的 Docker Container（也是需要共享其他网络的容器）的 namespace， 使用 other container 的 namespace
心得：
- 可以使用
docker run --network container:要加入的容器网络的容器名来加入container网络; - 容器2在加入容器1的网络过后和容器1共用同一套Network Namespace;
- 容器2的网络依赖于容器1的网络，一旦容器1重启过后，容器2的网络服务将不可用，只可使用本地环回网络;
docker none 网络
none 网络就是指没有网络。挂在这个网络下的容器除了 lo(本地回环)，没有其他任何网卡。
心得：
- 针对一些对安全性要求比较高并且不需要联网的应用， 可以使用 none 网络， 比如生成随机密码， 避免生成密码被第三方获取;
- 一些第三方的应用可能需要 docker 帮忙创建一个没有网络的容器， 网络由第三方自己来配置。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。