docker网络

-----------------Docker 网络---------------------------

桥接模式是一种用于连接两个不同网络段的设备，使它们能够共享通信的一种方式。
桥接设备工作在OSI模型的第二层，即数据链路层，通常基于MAC地址进行帧转发。

物理层连接： 桥接设备通常有两个或多个网络接口，用于连接不同的物理网络。
这些接口可以是以太网接口，Wi-Fi接口等。

MAC地址学习： 当桥接设备启动时，它开始学习连接的网络上设备的MAC地址。
桥接设备通过观察网络流量并记录源MAC地址来建立MAC地址表。

帧转发： 当设备发送帧（数据包）时，桥接设备查看目标MAC地址。
如果目标MAC地址在桥接设备的MAC地址表中，它会将帧仅发送到相应接口。
如果目标MAC地址不在表中，桥接设备会将帧发送到所有其他接口

桥接模式在物理和数据链路层上工作，通过学习和转发MAC地址，连接不同的网络，
从而使它们看起来像是一个单一的网络。这种模式通常用于局域网的扩展和连接。

#Docker 网络实现原理
桥接模式是一种网络模式，它在 Docker 中的工作方式可以分为以下几个步骤：

虚拟网络桥创建： 当您启动 Docker 守护进程时，Docker 创建一个虚拟网络桥（通常称为 docker0），
它是一个虚拟的网络设备，类似于物理网络设备的交换机。

分配唯一的 IP 地址： 每次您运行一个容器时，Docker 分配一个唯一的 IP 地址给该容器。
这个 IP 地址是在桥接模式网络的子网中。

连接容器到桥接网络： 当容器启动时，Docker 将容器的虚拟网络接口（veth pair）连接到虚拟网络桥上。
其中一个端点位于容器内，而另一个端点位于主机上。

容器与主机通信： 通过桥接模式，容器可以直接与主机通信。这意味着容器可以访问主机上运行的服务，
而主机也可以通过容器的 IP 地址访问容器内的服务。

容器之间的通信： 如果有多个容器在相同的桥接网络上运行，它们可以通过各自的 IP 地址直接通信。
Docker 会自动在桥接网络上设置路由，使得容器之间可以直接交流。

NAT（网络地址转换）： 默认情况下，Docker 使用 Network Address Translation（NAT）技术，
将容器的私有 IP 地址映射到主机上的公共 IP 地址。这样，容器可以与外部网络通信，
而外部网络看到的是主机的 IP 地址。

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 -itd --name test1 -P nginx:1.22.0 /bin/bash            #随机映射端口（从32768开始）

docker run -d --name test2 -p 43000:80 nginx:1.22.0    /bin/bash    #指定映射端口

宿主机端口：主机上用于接收来自外部请求的端口。在这个例子中，它是43000。
容器端口：Docker容器内部正在监听的端口。在这个例子中，它是80，因为NGINX通常默认监听80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 的网络模式：
●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。

●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。

●None：该模式关闭了容器的网络功能。

●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。

●自定义网络

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

NAME： 是Docker网络的名称。在这里，你列出了三个网络，它们的名称分别是bridge、host和none。

NETWORK ID： 每个Docker网络都有一个唯一的网络ID。

DRIVER： 这是Docker使用的网络驱动程序。在这里，bridge表示使用的是桥接网络，host表示使用的是主机网络，而none表示没有网络。

SCOPE： 表示网络的作用范围。local表示该网络仅在本地主机上可用。

#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。

#网络模式详解：
1．host模式
主机模式（Host）： 在主机模式下，容器与主机共享同一个网络命名空间，直接使用主机的网络栈。
这使得容器可以使用主机的 IP 地址和端口，从而不需要进行额外的端口映射。

docker run -itd --name test1 --network host nginx:1.22.0 /bin/bash
#进入容器要开启nginx的服务

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。

docker run -itd --name test1 --network host nginx:1.22.0 /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   nginx:latest   "/bin/bash"   5 days ago   Up 6 hours             test1

docker inspect -f '{{.State.Pid}}' test1        #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]

docker run -itd --name test2 --net=container:test1 nginx:1.22.0 /bin/bash
docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
ff96bc43dd27   nginx:latest   "/bin/bash"   48 seconds ago   Up 46 seconds             test2
3ed82355f811   nginx:latest   "/bin/bash"   58 minutes ago   Up 58 minutes             test1

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。

docker run -itd --name test3 --network none nginx:1.22.0 /bin/bash

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。
Docker 网络实现原理
桥接模式是一种网络模式，它在 Docker 中的工作方式可以分为以下几个步骤：

虚拟网络桥创建： 当您启动 Docker 守护进程时，Docker 创建一个虚拟网络桥（通常称为 docker0），
它是一个虚拟的网络设备，类似于物理网络设备的交换机。

分配唯一的 IP 地址： 每次您运行一个容器时，Docker 分配一个唯一的 IP 地址给该容器。
这个 IP 地址是在桥接模式网络的子网中。

连接容器到桥接网络： 当容器启动时，Docker 将容器的虚拟网络接口（veth pair）连接到虚拟网络桥上。
其中一个端点位于容器内，而另一个端点位于主机上。

容器与主机通信： 通过桥接模式，容器可以直接与主机通信。这意味着容器可以访问主机上运行的服务，
而主机也可以通过容器的 IP 地址访问容器内的服务。

容器之间的通信： 如果有多个容器在相同的桥接网络上运行，它们可以通过各自的 IP 地址直接通信。
Docker 会自动在桥接网络上设置路由，使得容器之间可以直接交流。

NAT（网络地址转换）： 默认情况下，Docker 使用 Network Address Translation（NAT）技术，
将容器的私有 IP 地址映射到主机上的公共 IP 地址。这样，容器可以与外部网络通信，
而外部网络看到的是主机的 IP 地址。

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
#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 nginx:latest /bin/bash

//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 test4 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 nginx:latest /bin/bash

进入虚拟机访问172.18.0.10

数据卷（容器与宿主机之间数据共享） 

数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。
可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，
并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。
数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的mount操作。 

想要将容器中的数据持久化，可以将宿主机目录挂载到容器中。
一般只建议在创建容器时进行挂载，不建议启动容器后再挂载。
因为启动容器后再挂载的话，需要修改配置文件，且不一定能挂载成功。

docker run -v 数据卷              #在容器内创建数据卷
 ​
docker run -v 宿主机目录:数据卷    #将宿主机目录挂载到容器中
#注意：宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。
#挂载后的目录默认可读可写

[root@docker1 ~]# docker run -itd --name test1 -v /opt/test1:/opt/test1 centos:7 /bin/bash

创建一个容器卷，和宿主机的的目录挂载，目录自带读写权限。

 #如果希望挂载后的目录为只读目录，可以在挂载时加:ro参数
 docker run -v 宿主机目录:数据卷:ro    #将宿主机目录挂载到容器中，只可读
 
[root@docker1 ~]# docker run -itd --name test2 -v /opt/test1:/opt/test:ro centos:7 /bin/bash
[root@docker1 test1]# docker exec -it test2 bash
[root@99ad964433e5 /]# cd /opt/
[root@99ad964433e5 opt]# ls
test
[root@99ad964433e5 opt]# cd test/
[root@99ad964433e5 test]# echo 123 > 123
bash: 123: Read-only file system

#进入容器之后发现是只读模式

数据卷容器（容器与容器之间数据共享）
有时时候，容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。
数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。 

[root@docker1 test1]# docker run -itd --name co1 -v /opt/data1 -v /opt/data2 centos:7 /bin/bash
#创建挂载卷容器

[root@docker1 opt]#  docker run -itd --volumes-from co1 --name co2 centos:7 /bin/bash
#创建容器使用挂载卷

容容器互联（使用centos镜像）
  容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。
  简单点说，就是会在源容器和接收容器之问建立一条隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

#老版本：
[root@docker1 opt]# docker run -itd -P --name c1 centos:7 /bin/bash
-P：随机指定一个端口，和宿主机映射  

[root@docker1 opt]# docker run -itd -P --name c2 --link c1:c2 centos:7 /bin/bash

#进入容器：
yum install -y net-tools   #下载网络工具
ifconfig                   #查看IP和c2中显示的一致

#新版本：
docker network create --subnet=172.18.0.0/16 --opt "com.docker.network.bridge.name"="docker1"  mynetwork
#创建一个网段

[root@docker1 opt]# docker run -itd -P --name c11 --network=mynetwork centos:7 /bin/bash
9228697e81c5d43099485f7b151ae2838632c6e634f9688fd8f0c29bab8a0e6c

[root@docker1 opt]# docker run -itd -P --name c12 --network=mynetwork centos:7 /bin/bash
35d102685b3a1f8e6e0694b0f9f50b31bf42349ae6c0a2ee147186bb53078176
#创建两个容器，指定网段

#进入容器ping c11 c12