一 Docker 网络实现原理
Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根
据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默
认网关。因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的
Container-IP 直接通信。
Docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也
意味着外部网络无法直接通过 Container-IP 访问到容器。如果容器希望外部访问能够访问到，可
以通过映射容器端口到宿主主机（端口映射），即 docker run 创建容器时候通过 -p 或 -P 参数来
启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。
docker run -d --name test1 -P nginx
#随机映射端口（从32768开始）
docker run -d --name test2 -p 43000:80 nginx
#指定映射端口
netstat -natp|grep docker
1 查看容器的输出和日志信息
docker logs 容器的ID/名称
2 Docker 的网络模式
**1 Host：**容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。
host 器使用宿主机的网络直接公开服务。这意味着日过你在容器中运行一个web服务，那么它就直
接绑定到主机的网络接口上，而不是通过docker进行任何网络转发
**2 Container：**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、端口范围。（同一网络空间下 共享ip 但端口不一样）
这种模式允许容器去共享另一个容器网络命名空间，这说明两个容器可以相同的网络接口和IP地
址,他们共享的是同一网络命名空间
**3 None：**该模式关闭了容器的网络功能。
是最简单的网络模式，此网络模式表示将容器拥有自己的网路命名空间，但不会进行任何网络配置，这实际给了用户完全的自主权来给自己配置容器的网络
**4 Bridge：**默认为该模式，此模式会为每一个容器分配、设置IP等，并将容器连接到一个docker0
虚拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信。bridge 默认的网络模式每个新
创建的容器都将该网络分配一个IP地址，此网络模式允许所有docker容器之间以及docker宿主机之
间进行互相通信
二 自定义网络
1 docker网络列表
docker network ls 或 docker network list
help
docker network llist
2 使用docker run创建Docker容器时，可以用 --net 或 --network 选项指定容器的网络模式
host模式：使用 --net=host 指定。
none模式：使用 --net=none 指定。(几乎用不上)
container模式：使用 --net=container:NAME_or_ID 指定。
bridge模式：使用 --net=bridge 指定，默认设置，可省略。
二 网络模式详解：
1 host模式
相当于Vmware中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但没有独立IP地址。
Docker使用了Linux的Namespaces技术来进行资源隔离，如PID Namespace隔离进程，Mount
Namespace隔离文件系统，Network Namespace隔离网络等。
一个Network Namespace提供了一份独立的网络环境，包括网卡、路由、iptable规则等都与其他
的Network Namespace隔离。 一个Docker容器一般会分配一个独立的Network Namespace。 但
如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace，
而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡、配置自己的IP等，
而是使用宿主机的IP和端口（皆不相同）。
创建名为mcb003 网络模式为host 基于haproxy的镜像
docker ps --filter "network=host"
lsof -i:80
注意：8080端口已经占用就无需添加否则报错
2 container模式
多容器共享网络命名空间
在理解了host模式后，这个模式也就好理解了。这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器
共享一个Network Namespace，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、端口范围等。同样，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。
实验 1
① name 选项:可以给容器创建一个自定义名称
docker run -itd --name test1 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
3ed82355f811 centos:7 "/bin/bash" 5 days ago Up 6 hours test1
②查看容器进程号
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 3ed82355f811
25945
③查看容器的进程、网络、文件系统等命名空间编号
ls -l /proc/25495/ns
实验 2
检测对比：
查看可以发现两个容器的 net namespace 编号相同
3 none模式
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。
Docker容器没有网卡、IP、路由等信息。这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡。
这种类型的网络没有办法联网，封闭的网络能很好的保证容器的安全性。
4 bridge模式
bridge模式是docker的默认网络模式，不用--net参数，就是bridge模式。
相当于Vmware中的 nat 模式，容器使用独立network Namespace，并连接到docker0虚拟网卡。
通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network
Namespace、设置IP等，并将一个主机上的 Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。
（1）当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机上启动的
Docker容器会连接到这个虚拟网桥上。虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上的所
有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。
（2）从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。在主
机上创建一对虚拟网卡veth pair设备。veth设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数
据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth设备常用来连接两个网络设备。
（3）Docker将 veth pair 设备的一端放在新创建的容器中，并命名为 eth0（容器的网卡），另一
端放在主机中， 以 * 这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到 docker0 网桥中。可以通过
brctl show 命令查看。veth
（4）使用 docker run -p 时，docker实际是在iptables做了DNAT规则，实现端口转发功能。可以使
用iptables -t nat -vnL 查看。
brctl show
三 自定义网络
在容器中需设置虚拟IP地址才能用
①直接使用bridge模式，是无法支持指定IP运行docker的，例如执行以下命令就会报错
docker run -itd --name test3 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash
②创建自定义网络，可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker
docker network create --subnet=172.18.0.0/16 --opt "com.docker.network.bridge.name"="docker1" mynetwork
docker1 为执行 ifconfig -a 命令时，显示的网卡名，如果不使用 --opt 参数指定此名称，那你在使用 ifconfig -a 命令查看网络信息时，看到的是类似 br-
110eb56a0b22 这样的名字，这显然不怎么好记。
mynetwork 为执行 docker network list 命令时，显示的bridge网络模式名称。
docker run -itd --name mcb007 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash
四 资源控制
1 CPU 资源控制
cgroups，是一个非常强大的linux内核工具，他不仅可以限制被 namespace 隔离起来的资源， 还
可以为资源设置权重、计算使用量、操控进程启停等等。 所以 cgroups（Control groups）实现了
对资源的配额和度量。
2 cgroups有四大功能：
资源限制：可以对任务使用的资源总额进行限制
优先级分配：通过分配的cpu时间片数量以及磁盘IO带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优
先级
资源统计：可以统计系统的资源使用量，如cpu时长，内存用量等
任务控制：cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作
3 cpu 周期 分片
双核
1核 1s=1000ms周期分片
1ms(亳秒)=1000微妙1000毫秒(ms)=1000000微妙linux 操作系统 单位是以微妙为单位
4 设置CPU使用率上限
Linux通过CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）来调度各个进程对CPU的使用。
CFS默认的调度周期是100ms。
我们可以设置每个容器进程的调度周期，以及在这个周期内各个容器最多能使用多少 CPU 时间。
使用 --cpu-period 即可设置调度周期，使用 --cpu-quota 即可设置在每个周期内容器能使用的CPU
时间。两者可以配合使用。
CFS 周期的有效范围是 1ms~1s，对应的 --cpu-period 的数值范围是 1000~1000000。 周期100毫
秒
而容器的 CPU 配额必须不小于 1ms，即 --cpu-quota 的值必须 >= 1000。
docker ps
docker ps -a|grep mcb007
cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/23fabfc51f5865671f58a159cf20a187a6c3d5c7e7fc47af14a22643b10a6596/
cat cpu.cfs_quota_us #表示该cgroups限制占用的时间（微秒），默认为-1，表示不限制。 如果设为50000，表示占用50000/100000=50%的CPU
cat cpu.cfs_period_us #cpu分配的周期(微秒，所以文件名中用 us 表示），默认为100000。
进行CPU压力测试
vim /cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done
docker stats
5 设置50%的比例分配CPU使用时间上限
docker run -itd --name test6 --cpu-quota 50000 centos:7 /bin/bash #可以重新创建一个容器并设
置限额
或者cd/sys/fs/cgroup/cpu/docker/3ed82355f81151c4568aaa6e7bc60ba6984201c119125360924bf7dfd6eaa42b/
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
docker exec -it 3ed82355f811 /bin/bash
./cpu.sh
top #可以看到cpu占用率接近50%，cgroups对cpu的控制起了效果
[root@mcb-11 ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
fe8f8ca4e30d centos:7 "/bin/bash" 26 seconds ago Up 25 seconds mcb008
23fabfc51f58 centos:7 "/bin/bash" 2 hours ago Up 2 hours mcb007
[root@mcb-11 ~]# echo 50000 > mcb007.cfs_quota_us
[root@mcb-11 ~]# docker exec -it fe8f8ca4e30d /bin/bash
[root@fe8f8ca4e30d /]# ./mcb007.sh
6 设置CPU资源占用比（设置多个容器时才有效）
Docker 通过 --cpu-shares 指定 CPU 份额，默认值为1024，值为1024的倍数。
创建两个容器为 c1 和 c2，若只有这两个容器，设置容器的权重，使得c1和c2的CPU资源占比为
1/3和2/3。
docker run -itd --name c1 --cpu-shares 512 centos:7
docker run -itd --name c2 --cpu-shares 1024 centos:7
分别进入容器，进行压力测试
yum install -y epel-release
yum install -y stress
stress -c 4 #产生四个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根
docker stats # 查看容器运行状态（动态更新）
