Docker 网络端口映射 四大网络模式

news2024/11/26 13:41:25

Docker 网络端口映射

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。

创建端口映射 

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

查看端口 

docker ps -a

CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                   NAMES
9d3c04f57a68   nginx     "/docker-entrypoint.…"   4 seconds ago    Up 3 seconds    0.0.0.0:43000->80/tcp   test2
b04895f870e5   nginx     "/docker-entrypoint.…"   17 seconds ago   Up 15 seconds   0.0.0.0:49170->80/tcp   test1

浏览器访问：http://192.168.80.10:43000    、http://192.168.80.10:49170

查看容器的输出和日志信息

docker logs 容器的ID/名称

Docker网络模式

Docker 的四大网络模式【重中之重重中之重】

●Host

        容器和宿主机共享网络命名空间（容器与主机端口可能会冲突），容器和宿主机使用同一个IP、端口范围(容器和宿主机不可以使用相同的端口)等网络资源

        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。
        --network=host


●Container

        与指定容器共享网络命名空间（两个容器间端口可能会冲突），两个容器使用同一个IP、端口范围(两个容器不可以使用相同的端口)等网络资源
        --network=container:容器名|容器ID

        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。


●None

        每个容器都有独立的网络命名空间，但是容器没有eth0网卡、IP、端口等，只有lo网卡

        该模式关闭了容器的网络功能。
        --network=none


●Bridge

        docker默认的网络模式。每个容器都有独立的网络命名空间(net namespace)，每个容器有独立的IP、端口范围(每个容器可以使用相同的端口)、路由、iptables规则等

        将容器连接到一个docker0虚拟网桥（相当于交换机），通过docker0网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信。

        --network=bridge ，--net=bridge  或者 省略配置

●自定义网络  （主要作用自定义容器IP）

安装Docker时，它会自动创建三个网络，bridge（创建容器默认连接到此网络）、 none 、host

docker network ls
或
docker network list
#查看docker网络列表

NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
2b4359d229c6   bridge    bridge    local
0fa580365d39   host      host      local
cc13aa84a223   none      null      local

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。
  • 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。

docker run命令参数集合 

docker run [--name 容器名] [--rm] [-it] [-d] [-p 宿主机端口:容器端口 ] 镜像名:标签  [容器启动命令]
           --name 指定容器名
           --rm   执行后删除
           -it    进入容器进行交互
           -d     保存后台运行不退处
           -P     随机端口映射，从32768开始
		   -p     宿主机端口:容器端口 指定端口映射

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。

2．container模式

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。

运行一个容器，不指定网络模式（默认），作为第二个容器的网络依赖 

docker run -itd --name test1 centos:7 /bin/bash
#--name 选项可以给容器创建一个自定义名称

docker ps -a
    CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED      STATUS       PORTS     NAMES
    3ed82355f811   centos:7   "/bin/bash"   5 days ago   Up 6 hours             test1
docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 3ed82355f811            #查看容器进程号
    25945

ls -l /proc/25495/ns                    #查看容器的进程、网络、文件系统等命名空间编号
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 11:29 ipc -> ipc:[4026532572]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 11:29 mnt -> mnt:[4026532569]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 11:27 net -> net:[4026532575]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 11:29 pid -> pid:[4026532573]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:22 user -> user:[4026531837]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 11:29 uts -> uts:[4026532570]

 运行第二个容器，指定网络模式为container，并且指定第一个容器的ID，使两个容器网络互通

docker run -itd --name test2 --net=container:3ed82355f811 centos:7 /bin/bash

docker ps -a
    CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
    ff96bc43dd27   centos:7   "/bin/bash"   48 seconds ago   Up 46 seconds             test2
    3ed82355f811   centos:7   "/bin/bash"   58 minutes ago   Up 58 minutes             test1

        查看第二个容器的pid，据此查询 网络命名空间 的编号。能看到两个容器的net namespace相同。

docker inspect -f '{{.State.Pid}}' ff96bc43dd27
    27123

ls -l /proc/27123/ns            #查看可以发现两个容器的 net namespace 编号相同
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:27 ipc -> ipc:[4026532692]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:27 mnt -> mnt:[4026532690]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:27 net -> net:[4026532575]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:27 pid -> pid:[4026532693]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:27 user -> user:[4026531837]
    lrwxrwxrwx 1 root root 0 1月   7 12:27 uts -> uts:[4026532691]

3．none模式

使用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。 也就是说，这个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 veth* 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。
  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。

5．自定义网络（主要作用自定义容器IP）

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

创建自定义网络

可以先自定义网络，创建一个网桥和网段，即可指定IP运行docker容器。

docker network create --subnet=172.18.0.0/16 --opt "com.docker.network.bridge.name"="docker1"  mynetwork
docker network create --subnet=新IP网段      --opt "com.docker.network.bridge.name"="新网桥名称" 新网络模式名称

#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 test4 --net mynetwork         --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash
docker run                   --network=新网络模式名称 --ip 自定义IP     镜像:标签 [启动命令]

扩展 docker抓包

在生产环境下如果不允许安装tcpdump， 又需要抓包，可以使用nsenter命令进入网络命名空间

我会在Docker容器中抓包了！

扩展 修改已运行的 Docker 容器端口映射

骚操作！居然能修改已运行的 Docker 容器端口映射？

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