docker网络 - 技术栈

官方文档：https://docs.docker.com/network/

素材准备：

1.Dockerfile定义

From alpine:3.18
run apk add ethtool
run apk add ipvsadm
run apk add iptables

2.构建镜像

docker build -t myalpine .

网络解决什么问题

容器与外界通信
容器间通讯，跨主机容器间通讯
网络隔离（容器网络命名空间、子网隔离）
提供网络自定义能力
提供容器间发现功能
提供负载均衡能力

docker网络命令

//连接一个容器到一个网络
docker network connect Connect a container to a network

//创建一个网络
docker network create Create a network

//将容器从一个网络中断开
docker network disconnect Disconnect a container from a network

//查看网络的详细信息
docker network inspect Display detailed information on one or more networks

//查看网络列表
docker network ls List networks

//移除所有未使用的网络
docker network prune Remove all unused networks

//移除一个或多个网络
docker network rm Remove one or more networks

网络驱动

bridge（网桥网络）

什么是桥接网络

bridge是docker默认的网络驱动程序。如果没有指定驱动程序，这就是正在创建的网络类型。当应用程序在需要与同一主机上的其他容器通信的容器中运行时，通常会使用桥接网络。
就联网而言，桥接网络是在网段之间转发流量的链路层设备，链路层设备Mac地址进行通信。桥接器可以是在主机内核运行的硬件设备或者软件设备。
就docker而言，网桥网络为软件网桥。允许连接到同一网桥的容器进行通讯，同时提供与未连接到该网桥的容器的隔离。不同网桥上的容器无法直接通讯。
启动docker是，会自动创建一个名为docker0的网桥网络，并且新启动的容器会默认连接到该网络。

用户自定义网桥与默认网桥的区别

自定义网桥提供容器之间的自动DNS解析，可通过容器名称或别名互相访问，默认网桥网络上的容器只能通过IP地址互相访问。
自定义网桥提供更好的网络隔离，因为所有未指定网络的容器都将连接到默认网桥，而自定义网桥则必须显示指定容器网络后，方可加入该网络。
每个自定义网络都会创建一个可配置的网桥。如果使用默认网桥，对其配置将使得所有容器都使用相同的设置，此外配置默认网桥发生在docker本身之外，需要重新启动docker。使用docker网络创建和配置自定义网桥网络，可以在创建是分别对不同的网桥做不同的配置。

查看默认网络

1.查看网络

docker network ls

安装docker后，会默认创建bridge、host、none 三个网络

2. 默认桥接网络

docker network inspect bridge

默认桥接网络子网为：172.17.0.0/16，网桥名称为docker0

3. 查看本机网卡信息

ip addr

4. linux内核路由表

route -n

所有以172.17开头并且子网掩码为255.255.0.0的IP地址的数据包都会被发送到docker0网桥

Overlay（覆盖网络）

什么是overlay网络

overlay网络驱动程序在多个Docker守护进程主机之间创建分布式网络。该网络位于（覆盖）特定于主机的网络之上，允许连接到该网络的容器（包括群集服务容器）在启用加密时安全通信。 Docker透明地处理每个数据包往返于正确的Docker守护进程主机和正确的目标容器的路由
初始化一个swarm集群或将Docker主机加入现有swarm集群时，会在该Docker主机上创建两个新网络：
名为ingress的overlay网络，处理与swarm service相关的控制和数据流量。创建一个service 没有指定自定义网络时，默认将连接到ingress网络。ingress网络提供对容器化应用程序的负载均衡和路由功能。它允许外部流量通过单一入口点访问多个容器，并根据定义的规则将请求转发到适当的后端容器
名为docker-gwbridge的bridge网络，用于将覆盖网络（包括ingress网络）连接到单个 Docker守护程序的物理网络。通过这个网络，容器可以连接到宿主机
可以使用docker network create创建自定义的overlay网络，方法与创建自定义bridge网络相同。服务或容器一次可以连接到多个网络。服务或容器只能通过各自连接的网络进行通信。

overlay驱动使用案例

1. 初始化swarm集群，会默认创建ingress 网络和docker_gwbridge网络

docker swarm init

2. 添加两个worker节点到集群

# 获取加入集群的命令
docker swarm join-token worker

创建service，将加入默认ingress网络素材准备

docker service create -p 8080:80 --replicas 3 --name nginx-svc nginx:latest

4. 查看ingress 网络明细

docker network inspect ingress

5. 查看docker_gwbridge网络详情

docker network inspect docker_gwbridge

6. 查看iptables网络转发

sudo iptables -nvL -t nat

Host（主机网络）

什么是Host网络

Host模式，即容器网络不会与宿主机产生网络隔离，而是使用主机的网络栈，容器不会分配自己的 IP地址。运行容器是所有端口映射的选项都将失效，并且在使用时产生警告信息。主机模式可以用于性能优化，因为主机模式下无需网络地址转换（NAT），并且不会为每个端口创建userland-proxy（在默认情况下，Docker使用Userland Proxy作为默认的端口转发机制。Userland Proxy基于iptables规则进行转发，将容器内部的网络流量通过宿主机上的特定端口进行转发。）
Host模式，仅适用于linux主机，Mac和windows主机不支持
docker run 或docker service create 通过指定--network host 来使用主机网络。该模式下集群节点上运行容器将受到限制（例如：容器端口为80端口，由于使用主机网络，则每个集群节点仅能运行一个80端口的容器）

IPvlan

什么是IPvlan

IPvlan驱动程序为用户提供了对IPv4和IPv6寻址的完全控制。VLAN驱动程序在此基础上构建，使运营商能够完全控制第2层VLAN标记，甚至为对底层网络集成感兴趣的用户提供IPvlan L3路由。
ipvlan网络驱动程序可以用于创建IPVLAN网络，它允许将容器连接到现有的物理网络接口，并通过共享主机内核栈来实现高性能和低延迟
创建ipvlan驱动网络，--option选项：
ipvlan_mode：设置IPvlan模式默认值为 l2，可选值为：l2（容器和主机共享相同的MAC地址，但拥有不同的IP地址）、l3、l3s。
ipvlan_flag：设置IPvlan模式flag，默认值为 bridge，可选值为：bridge，private，vepa （Virtual Ethernet Port Aggregator）
parent：指定需要使用的父级网卡

内核要求

linux 内核版本 v4.2+ 2. unname -r 查看内核版本

Macvlan

什么是Macvlan

一些应用程序，特别是遗留应用程序或监控网络流量的应用程序，期望直接连接到物理网络。在这种情况下，您可以使用macvlan网络驱动程序为每个容器的虚拟网络接口分配一个MAC地址，使其看起来像是直接连接到物理网络的物理网络接口。在这种情况下，您需要在Docker主机上指定一个物理接口用于Macvlan，以及网络的子网和网关。您甚至可以使用不同的物理网络接口隔离您的 Macvlan网络
注意一下几点：
由于IP地址耗尽或"VLAN扩散"（当您的网络中有大量不适当的唯一MAC地址时会出现这种情况），您可能会无意中降低网络性能。
您的网络设备需要能够处理"混杂模式"，即一个物理接口可以分配多个MAC地址。
如果您的应用程序可以使用bridge（在单个Docker主机上）或overlay（在多个Docker主机之间进行通信）来工作，那么从长远来看，这些解决方案可能会更好。
创建macvlan驱动网络，--option选项：
macvlan_mode：默认为bridge，可选项有：bridge, vepa, passthru, private
parent：指定需要使用的父级网卡

None

如果要完全隔离容器的网络堆栈，可以在启动容器时使用--network-none标志。在容器中，只创建环回设