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1.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， 但同时也要考虑以下问题， 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
  • …

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2.Docker 网络架构简介

0.铺垫说明

• 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

1.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：
    • 提供了容器的虚拟网络栈
      • 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：
    • 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
• 如下图所示，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
  

2.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

3.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

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3.常见网络类型

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
• 另外，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

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已经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IO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
• 容器网络完全隔离

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
  

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