Docker系列教程15-Docker容器网络
本文是篇翻译。原文:https://docs.docker.com/engine/userguide/networking/
本节概述了Docker默认的网络行为,包括默认情况下创建的网络类型以及如何创建用户自定义网络。 本文也描述了在单个主机或集群上创建网络所需的资源。
有关Docker如何在Linux主机上与iptables
进行交互的详细信息,请参阅Docker和iptables
。
默认网络
当您安装Docker时,它会自动创建三个网络,可使用docker network ls
命令列出这些网络:
1 | $ docker network ls |
Docker内置如上三个网络。 运行容器时,可使用--network
标志来指定容器应连接到哪些网络。
bridge
网络代表所有Docker安装中存在的docker0
网络。 除非您使用docker run --network=<NETWORK>
选项,否则Docker守护程序默认将容器连接到此网络。 可使用ip addr show
命令(或简写形式, ip a
),xia显示该网桥的信息。 ( ifconfig
命令已被弃用,根据系统的不同,还可能会command not found
错误。)
1 | $ ip addr show |
如何在Docker for Mac或Docker for Windows上运行?
如果您使用Docker for Mac(或在Docker for Windows上运行Linux容器),
docker network ls
命令将按照上述方式工作,但ip addr show
和ifconfig
命令可能会展示结果,但会给你本地主机的IP地址信息,而不是Docker容器网络。 这是因为Docker使用虚拟机中运行的网卡,而并非在宿主机的网卡。要使用
ip addr show
或ifconfig
命令浏览Docker网络,请前往Docker Machine 查看相关文档;如您使用的是云提供商,如AWS上的Docker Machine或Digital Ocean上的Docker Machine 。可使用docker-machine ssh <machine-name>
登录到本地或云托管的机器,也可根据云提供商站点上的描述,直接ssh
。
none
网络将容器添加到容器特定的网络,该容器缺少网卡。Attach到一个网络为none
模式的容器,将会看到类似如下的内容:
1 | $ docker attach nonenetcontainer |
注意 :可使用
CTRL-p CTRL-q
断开容器连接并离开。
host
网络模式将容器添加到在宿主机的网络栈上。就网络而言,宿主机和容器之间没有隔离。例如,如果您使用host
网络运行在80端口上运行一个Web服务器容器,则该容器可在宿主机的80端口上使用。
在Docker中,none
和 host
网络模式不能直接配置。 但是,您可以配置默认的bridge
网络,以及用户自定义的网桥。
默认网桥
所有Docker主机上都有默认的bridge
网络。 如不指定网络,容器将自动连接到默认的bridge
网络。
docker network inspect
命令返回有关网络的信息:
1 | $ docker network inspect bridge |
运行以下两个命令启动两个busybox
容器,两个容器都连接到默认的bridge
网络。
1 | $ docker run -itd --name=container1 busybox |
启动两个容器后再检查bridge
网络。 这两个busybox
容器都连接到网络。 可看到类似如下的结果:
1 | $ docker network inspect bridge |
连接到默认bridge
网络的容器可通过IP地址进行通信。 Docker不支持在默认网桥上自动发现服务。如果您希望容器能够通过容器名称来解析IP地址,那么可使用用户自定义网络 。您可以使用遗留的docker run --link
选项将两个容器连接在一起,但在大多数情况下不推荐使用。
您可以attach
到正在运行的容器,查看容器内部的IP是什么。
1 | $ docker attach container1 |
从容器内部,使用ping
命令测试与其他容器的网络连接。
1 | root@3386a527aa08:/# ping -w3 172.17.0.3 |
使用cat
命令查看容器上的/etc/hosts
文件。 该命令显示容器识别的主机名和IP地址。
1 | root@3386a527aa08:/# cat /etc/hosts |
要从container1
容器离开,并保持容器的运行,请依次使用CTRL-p CTRL-q 。 如果你愿意,也可attch到container2
,并重复上面的命令。
默认的docker0
桥接网络支持使用端口映射和docker run --link
,以便在docker0
网络中的容器之间进行通信。 不推荐这种方法。 如果可以,请使用用户定义的桥接网络。
用户自定义的网络
建议使用用户自定义网桥来控制哪些容器可以相互通信,这样也可启用自动DNS去解析容器名称到IP地址。 Docker提供了创建这些网络的默认网络驱动程序。您可以创建一个新的桥接网络, 覆盖网络或MACVLAN网络 。 您还可以创建一个网络插件或远程网络进行完整的自定义和控制。
您可以根据需要创建任意数量的网络,并且可在任意时间将容器连接到这些网络中的零个或多个。 此外,您可以将运行着的容器连接或断开网络,而无需重启容器。当容器连接到多个网络时,其外部连接通过第一个非内部网络以词汇顺序提供。
接下来的几节将详细介绍Docker的内置网络驱动程序。
网桥网络
bridge
网络是Docker中最常见的网络类型。 桥接网络类似于默认的bridge
网络,但添加一些新功能并删除一些旧的能力。 以下示例创建了桥接网络,并对这些网络上的容器执行一些实验。
1 | $ docker network create --driver bridge isolated_nw |
创建网络后,您可以使用docker run --network=<NETWORK>
选项启动容器。
1 | $ docker run --network=isolated_nw -itd --name=container3 busybox |
您启动到此网络的容器必须驻留在同一个Docker主机上。网络中的每个容器可以立即与其他容器通信。 虽然网络本身将容器与外部网络隔离开来。
在用户定义的桥接网络中,不支持链接(link)。 您可以在此网络中的容器上暴露和发布容器端口 。 如果您希望使一部分bridge
网络可用于外部网络,这将非常有用。
如果您希望在单个主机上运行相对较小的网络,桥接网络将非常有用。 但是,您可以通过创建overlay
网络来创建更大的网络。
docker_gwbridge
网络
docker_gwbridge
是由Docker在两种不同情况下自动创建的本地桥接网络:
- 当您初始化或加入swarm时,Docker会创建
docker_gwbridge
网络,并将其用于不同主机上swarm节点之间的通信。 - 当容器网络不能提供外部连接时,除了容器的其他网络之外,Docker将容器连接到
docker_gwbridge
网络,以便容器可以连接到外部网络或其他swarm节点。
如果您需要自定义配置,您可以提前创建docker_gwbridge
网络,否则Docker会根据需要创建它。 以下示例使用一些自定义选项创建docker_gwbridge
网络。
1 | $ docker network create --subnet 172.30.0.0/16 \ |
当您使用overlay
网络时, docker_gwbridge
网络始终存在。
swarm模式下的覆盖网络
当Docker在swarm模式下运行时,您可以在管理节点上创建覆盖网络,而无需外部key-value存储。swarm使覆盖网络仅可用于需要服务的swarm节点。 当您创建使用覆盖网络的服务时,管理节点会自动将覆盖网络扩展到运行服务任务的节点。
要了解有关在swarm模式下运行Docker Engine的更多信息,请参阅Swarm模式概述 。
下面的示例显示了如何创建网络并将其用于来自swarm管理节点的服务:
1 | $ docker network create \ |
只有swarm服务可以连接到覆盖网络,而不是独立的容器。 有关群集的更多信息,请参阅Docker swarm模式覆盖网络安全模型 以及 将服务附加到覆盖网络 。
非swarm模式下的覆盖网络
如果您不是在swarm模式下使用Docker Engine,那么overlay
网络需要有效的key-value存储。 支持的key-value存储包括Consul,Etcd和ZooKeeper(分布式存储)。 在以这种方式创建网络之前,您必须安装并配置您所选择的key-value存储服务。 网络中的Docker宿主机、服务必须能够进行通信。
注意 :以swarm模式运行的Docker Engine与使用外部key-value存储的网络不兼容。
对于大多数Docker用户,不推荐这种使用覆盖网络的方法。它可以与独立的swarm一起使用,可能对在Docker顶部构建解决方案的系统开发人员有用。 将来可能会被弃用。 如果您认为可能需要以这种方式使用覆盖网络,请参阅本指南 。
自定义网络插件
如果任何上述网络机制无法满足您的需求,您可以使用Docker的插件基础架构编写自己的网络驱动插件。 该插件将在运行Docker deamon的主机上作为单独的进程运行。 使用网络插件是一个高级主题。
网络插件遵循与其他插件相同的限制和安装规则。 所有插件都使用插件API,并具有包含了安装,启动,停止和激活的生命周期。
创建并安装自定义网络驱动后,您可以使用--driver
标志创建一个使用该驱动的网络。
1 | $ docker network create --driver weave mynet |
您可以检查该网络、让容器连接或断开该网络,删除该网络。 特定的插件为特定的需求而生。 检查插件文档的具体信息。 有关编写插件的更多信息,请参阅扩展Docker 以及 编写网络驱动程序插件 。
内嵌DNS服务器
Docker daemon运行一个嵌入式的DNS服务器,从而为连接到同一用户自定义网络的容器之间提供DNS解析——这样,这些容器即可将容器名称解析为IP地址。 如果内嵌DNS服务器无法解析请求,它将被转发到为容器配置的任意外部DNS服务器。 为了方便,当容器创建时,只有127.0.0.11
可访问的内嵌DNS服务器会列在容器的resolv.conf
文件中。 有关在用户自定义网络的内嵌DNS服务器的更多信息,请参阅用户定义网络中的内嵌DNS服务器
暴露和发布端口
在Docker网络中,有两种不同的机制可以直接涉及网络端口:暴露端口和发布端口。 这适用于默认网桥和用户定义的网桥。
您使用
Dockerfile
中的EXPOSE
关键字或docker run
命令中的--expose
标志来暴露端口。 暴露端口是记录使用哪些端口,但实际上并不映射或打开任何端口的一种方式。 暴露端口是可选的。您可以使用
Dockerfile
中的PUBLISH
关键字或docker run
命令中的--publish
标志来发布端口。 这告诉Docker在容器的网络接口上打开哪些端口。当端口发布时,它将映射到宿主机上可用的高阶端口(高于30000
),除非您在运行时指定要映射到宿主机的哪个端口。 您不能在Dockerfile中指定要映射的端口,因为无法保证端口在运行image的宿主机上可用。此示例将容器中的端口80发布到宿主机上的随机高阶端口(在这种情况下为
32768
)。-d
标志使容器在后台运行,因此您可以发出docker ps
命令。1
2
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5$ docker run -it -d -p 80 nginx
$ docker ps
64879472feea nginx "nginx -g 'daemon ..." 43 hours ago Up About a minute 443/tcp, 0.0.0.0:32768->80/tcp blissful_mclean下一个示例指定80端口应映射到宿主机上的8080端口。 如果端口8080不可用,将失败。
1
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5$ docker run -it -d -p 8080:80 nginx
$ docker ps
b9788c7adca3 nginx "nginx -g 'daemon ..." 43 hours ago Up 3 seconds 80/tcp, 443/tcp, 0.0.0.0:8080->80/tcp goofy_brahmagupta
容器与代理服务器
如果您的容器需要使用HTTP、HTTPS或者FTP代理,你可以使用如下两种方式进行配置:
- 对于Docker 17.07或更高版本,你可以配置Docker客户端从而将代理信息自动传递给容器。
- 对于Docker 17.06或更低版本,你必须在容器内设置环境变量。你可以在构建镜像(这样不太好移植)或启动容器时执行此操作。
配置Docker客户端
仅限Edge版本 :此选项仅适用于Docker CE Edge版本。 请参阅Docker CE Edge 。
在Docker客户端上,在启动容器所使用的用户的主目录中创建或编辑
~/.config.json
文件。在其中添加如类似下所示的JSON,如果需要,使用httpsproxy
或ftpproxy
替换代理类型,然后替换代理服务器的地址和端口。 您可以同时配置多个代理服务器。您可以通过将
noProxy
键设置为一个或多个逗号分隔的IP地址或主机名来选择将指定主机或指定范围排除使用代理服务器。 支持使用*
字符作为通配符,如此示例所示。1
2
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6
7{
"proxies":
{
"httpProxy": "http://127.0.0.1:3001",
"noProxy": "*.test.example.com,.example2.com"
}
}保存文件。
当您创建或启动新容器时,环境变量将在容器内自动设置。
手动设置环境变量
在构建映像时,或在创建或运行容器时使用--env
标志,可将下表中的一个或多个变量设置为适当的值。 这种方法使镜像不太可移植,因此如果您使用Docker 17.07或更高版本,则应该配置Docker客户端。
变量 | Dockerfile示例 | docker run 示例 |
---|---|---|
HTTP_PROXY |
ENV HTTP_PROXY "http://127.0.0.1:3001" |
--env HTTP_PROXY "http://127.0.0.1:3001" |
HTTPS_PROXY |
ENV HTTPS_PROXY "https://127.0.0.1:3001" |
--env HTTPS_PROXY "https://127.0.0.1:3001" |
FTP_PROXY |
ENV FTP_PROXY "ftp://127.0.0.1:3001" |
--env FTP_PROXY "ftp://127.0.0.1:3001" |
NO_PROXY |
`ENV NO_PROXY “*.test.example.com,.example2.com” | -env NO_PROXY“* .test.example.com,.example2.com” |
链接
在Docker包含“用户自定义网络”功能之前,您可以使用Docker --link
功能来允许容器将另一个容器的名称解析为IP地址,还可以访问你所链接的容器的环境变量。 如果可以,您应该避免使用 --link
标志。
当您创建连接时,当您使用默认bridge
或用户自定义网桥时,它们的行为会有所不同。 有关详细信息,请参阅默认bridge
链接功能的遗留链接以及在用户自定义网络中链接容器的链接容器 。
Docker和iptables
Linux主机使用内核模块iptables
来管理对网络设备的访问,包括路由,端口转发,网络地址转换(NAT)等问题。 Docker会在启动或停止发布端口的容器、创建或修改网络、attach到容器或其他与网络相关的操作时修改iptables
规则。
对iptables
全面讨论超出了本主题的范围。 要查看哪个iptables
规则在任何时间生效,可以使用iptables -L
。 如存在多个表,例如nat
, prerouting
或postrouting
,您可以使用诸如iptables -t nat -L
类的命令列出特定的表。 有关iptables
的完整文档,请参阅netfilter / iptables 。
通常, iptables
规则由初始化脚本或守护进程创建,例如firewalld
。 规则在系统重新启动时不会持久存在,因此脚本或程序必须在系统引导时执行,通常在运行级别3或直接在网络初始化之后运行。请参阅您的Linux发行版的网络相关的文档,了解如何使iptables
规则持续存在。
Docker动态管理Docker daemon、容器,服务和网络的iptables
规则。 在Docker 17.06及更高版本中,您可以向名为DOCKER-USER
的新表添加规则,这些规则会在Docker自动创建任何规则之前加载。 如果您需要在Docker运行之前预先设置需要使用的iptables
规则,这将非常有用。
相关信息
- Work with network commands
- Get started with multi-host networking
- Managing Data in Containers
- Docker Machine overview
- Docker Swarm overview
- Investigate the LibNetwork project
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