上一篇文章中，我们介绍了pod与宿主机通信，并且通过network namespace模拟了通信过程。回顾整个流程，无非就涉及到两个东西，通信设备和路由规则。

本文要讲的，也离不开这两个东西，只不过需要对容器IP进行额外处理。

pod访问外网

在展开讲述之前，先明确一个问题，外网的范围是什么？

这个外网范围可大可小，可能是同一个局域网的另外一台主机，也可能是局域网外的一台网路设备或主机。

讲到这里，可能会混淆，是不是扯到了集群容器间通信，毕竟集群的容器也是分散在不同主机上的。

因此为了避免混淆，我们这里先对这些主机做两个约定

1. 两个主机间可以通过物理网络通信。
2. 仅能修改源主机配置

试想，当我们访问百度时，你肯定只是配置自己的主机，你会去配置百度的网关吗？

好，基于两个约定，展开本文要讨论的话题。

同样，我们还是先建模，网络拓扑图如下：

注：这里用network泛指中间的网路设备

如上图，host A和host B可以通过物理网络连接，并且为host A和host B分配了IP 196.128.1.2和196.128.2.2，并且通过CIDR地址可以看到，他们分别归宿与两个不同的网段。

同时当主机A和主机B通信时，host A先将报文将给默认网关196.128.1.1，默认网关将报文转发至network，最终该报文会被交给196.128.2.1，即host B的默认网关，然后转交给host B。

试想一下，如果主机A上有一个pod-1，其IP为10.10.1.2/24，它的报文可以发送给主机B吗？

当然可以！！！因为pod-1发送的报文的目标IP是host B的IP，这个IP是可以在network中路由的。

那为什么我们说他们之间不能通信呢?

那是因为pod-1能发送报文，但是却收不到响应报文。

那这个响应报文被谁丢了呢？

如果回答是host B的网关，那证明你的基础网络知识还是比较过关，没错这里就是被host B的默认网关把报文丢了。

我们来看看这个过程发生了什么

1. pod-1发起IP报文，源IP为10.10.1.2，目标IP为196.128.2.2
2. host A具备转发功能，将报文转发给自己的默认网关196.128.1.1
3. host A默认网关将报文转发至network
4. network最终将报文交付给196.128.2.1，即host B的默认网关
5. host B默认网关将报文转交给host B
6. host B协议栈处理完报文准备响应
7. host B将IP调换，发送响应报文，此时，源IP为196.128.2.2，目标IP为10.10.1.2
8. host B上无10.10.1.2的直接路由，于是将报文交给它的默认网关
9. host B默认网关收到报文，查找路由信息，发现无任何匹配，丢弃该报文。

最终pod-1无法收到响应报文。

因此在整个过程中，无法发送响应报文的核心的问题是：

host B的网关以及整个network中的网络设备都不认识10.10.1.2

讲到这里，可能你已经想到办法了。

既然不认识，我们让它认识不就完了吗？

确实可以这样做，但是却存在以下两个问题

• 你需要配置整个网络中参与路由的所有设备
• 10.10.1.2是我们虚拟的ip，它在我们虚拟的子网10.10.1.0/24这个域内不会产生冲突，但是保不齐其他域中也存在10.10.1.2这个IP。

因为存在这个问题，所以这个方案非常复杂并且几乎不可能实现。

既然中间网络设备不让修改，那我们就只能从IP入手了.

值得庆幸的是，pod-1所在的host A的IP在整个网络中是可以路由的。

即上面流程中第8条，如果host B收到的报文的目标IP是host  A的IP不就可以了吗？

那要如何修改IP呢？答案就是NAT

NAT

顾名思义，NAT就是网络地址转换，简单理解就是一种将私网地址转成公网地址的技术。

关于NAT技术的详情，不在这篇文章的讨论范围，感兴趣的可以自行查阅

既然有了NAT，我们将刚在的网络图改造以下，可以得到：

有了上一篇文章的基础，这张图看起来应该没有压力。

整个传输过程如下：

1. host A中pod协议栈发起报文，源IP为10.10.1.2，目的IP为196.128.2.2
2. 报文通过veth pair到达主机协议栈
3. host A协议栈iptables中存在规则：源地址为10.10.1.2/24的报文需要做nat
4. host A协议栈将原始报文的源IP替换为主机的IP地址，并记录该报文被snat过
5. host A将报文从默认网关发出（图中已忽略）
6. 报文经过网络传输，到达host B的默认网关（图中已忽略）
7. host B的默认网关将报文转交给host B
8. host B协议栈处理报文
9. host B协议栈处理报文完毕将响应报文发送给默认网关
10. host B默认网关根据规则将报文传输给下一跳
11. 响应报文通过网络到达host A
12. host A协议栈发现该报文应该做dnat（过程4中存有记录）
13. host A将目标IP还原为10.10.1.2，并转发给veth 1
14. host A中pod协议栈收到响应报文。

其它的流程都很熟悉，我们重点看看第3，4，12。

先看4和12，这里有snat和dnat，即将源地址转换和目标地址转换（上图IP首部）。至于内核转换细节，这里不讨论。

我们再看第3条，iptable规则，是一条什么样的规则完成了这个转换呢?

要回答这个问题，必须要了解iptable的工作原理，因为在后续的文章中，例如分析K8S service时我们会用到这个iptable，所以这里也不展开详细的讲述。

我们通过一个小实验来看看是不是和我们说的一样

实验

在这个实验中，我们仍然以network  namespace代指pod

因为实验环境的主机IP已经配置了，所以下面实验中的IP可能会和上图中分配的IP对不上，不过不影响我们做整个实验

在实验中，我们用192.167.11.126代指上图中host A，用192.167.11.127代指上图中host B

首先我们在host A中创建一个network namespace，并完成相关配置工作，因为这部分在第一篇文章中已经有讲述，所以这里就不展开讲每一条命令的作用

# ip netns add pod-1

# ip link add eth0 type veth peer name veth1

# ip link set eth0 netns pod-1

# ip netns exec pod-1 ip addr add 10.10.1.10 dev eth0

# ip netns exec pod-1 ip link set dev eth0 up

# ip netns exec pod-1 ip route add 169.254.1.1 dev eth0

# ip netns exec pod-1 ip route add default via 169.254.1.1 dev eth0

# ip link set dev veth1 up 

# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/veth1/proxy_arp

# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

此时我们尝试在pod-1中ping host B

# ip netns exec pod-1 ping -c 1 192.168.11.127
PING 192.168.11.127 (192.168.11.127) 56(84) bytes of data.

--- 192.168.11.127 ping statistics ---
1 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 0ms

不出意外，ping 不通。

我们在host B上抓包看看。

# tcpdump -n -i ens33 -p icmp
05:46:42.231478 IP 10.10.1.10 > 192.168.11.127: ICMP echo request, id 37196, seq 1, length 64
05:46:42.231505 IP 192.168.11.127 > 10.10.1.10: ICMP echo reply, id 37196, seq 1, length 64

可以看到host B是正确响应了报文的，和我们刚才的分析一致

此时，我们在主机上添加iptables规则

 # iptables -A POSTROUTING -t nat -s 10.10.1.0/24  -j MASQUERADE

这个规则的意思是所有来自10.10.1.0/24这个网段的IP做一次snat

配置好规则之后，这时候就可以ping通了，我们再次尝试在host B抓包

# tcpdump -n -i ens33 -p icmp
07:08:51.945389 IP 192.168.11.126 > 192.168.11.127: ICMP echo request, id 59199, seq 1, length 64
07:08:51.945405 IP 192.168.11.127 > 192.168.11.126: ICMP echo reply, id 59199, seq 1, length 64

和刚才抓包的结果对比，你会发现，源IP不再是容器IP，而是host A的IP

如果你的宿主机能访问百度，你这时候在pod-1内访问百度，也是可以的

# ip netns exec pod-1 ping -c 1 www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (183.2.172.185) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 183.2.172.185 (183.2.172.185): icmp_seq=1 ttl=127 time=36.2 ms

--- www.a.shifen.com ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 36.291/36.291/36.291/0.000 ms

总结

本文介绍了宿主内的容器，如何访问外网，严格来说，他不是容器组网的关键。因为它解决的不是两个容器相互通信，而是pod访问其他主机这个单点问题。

关于容器组网的内容，将在下一篇文章中分析。