Docker四种网络模式

四种网络模式

bridge 桥接模式、host 模式、container 模式和 none 模式 ，启动容器时可以使用 –net 参数指定,默认是桥接模式。

网络初始化的过程

初始化设备 —> 初始化bridge —> 初始化iptables —> 初始化ip foward(内核路由转发) — > register network job function —> end

1. host模式

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。一个容器一般会分配一个独立的Network Namespace。
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。
例如，我们在192.168.6.250/24的机器上用host模式启动一个含有web应用的Docker容器，监听tcp80端口。当我们在容器中执行任何类似ifconfig命令查看网络环境时，看到的都是宿主机上的信息。而外界访问容器中的应用，则直接使用192.168.6.250:80即可，不用任何NAT转换，就如直接跑在宿主机中一样。

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。在这种模式下的 Docker Container 可以通过 localhost 来访问 namespace 下的其他容器,传输效率较高。虽然多个容器共享网络环境,但是多个容器形成的整体依然与宿主机以及其他容器形成网络隔离，这种模式还节约了一定数量的网络资源。

3. none模式

在这种模式下，容器内部就只能使用 loopback 网络设备,不会再有其他的网络资源，也就是说，这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息。
这种方式将网络创建的责任完全交给用户，可以实现更加灵活复杂的网络，也可以通过link容器实现通信。。

4. bridge模式（默认）

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。当Docker server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。接下来就要为容器分配IP了，Docker会从RFC1918所定义的私有IP网段中，选择一个和宿主机不同的IP地址和子网分配给docker0，连接到docker0的容器就从这个子网中选择一个未占用的IP使用。
Bridge 桥接模式的实现步骤如下：

• 1 Docker Daemon 利用 veth pair
  技术,在宿主机上创建两个虚拟网络接口设备,假设为veth0和veth1。（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。即无论哪一个
  veth 接收到网络报文,都会将报文传输给另一方，veth设备常用来连接两个网络设备。）
• 2 Docker Daemon 将 veth0 附加到 Docker Daemon 创建的 docker0
  网桥上。保证宿主机的网络报文可以发往 veth0
• 3 Docker Daemon 将 veth1 添加到 Docker Container 所属的 namespace
  下,并被改名为 eth0。如此一来,保证宿主机的网络报文若发往 veth0,则立即会被 eth0 接收,实现宿主机到Docker Container 网络的联通性;同时,也保证 Docker Container 单独使用 eth0,实现容器网络环境的隔离性。
  在bridge模式下，连在同一网桥上的容器可以相互通信（若出于安全考虑，也可以禁止它们之间通信，方法是在DOCKER_OPTS变量中设置–icc=false，这样只有使用–link才能使两个容器通信）。

容器也可以与外部通信，我们看一下主机上的Iptable规则，可以看到这么一条

-A POSTROUTING -s 172.17.0.0/16 ! -o docker0 -j MASQUERADE

这条规则会将源地址为172.17.0.0/16的包（也就是从Docker容器产生的包），并且不是从docker0网卡发出的，进行源地址转换，转换成主机网卡的地址。举个例子：
假设主机有一块网卡为eth0，IP地址为10.10.101.105/24，网关为10.10.101.254。从主机上一个IP为172.17.0.1/16的容器中ping百度（180.76.3.151）。IP包首先从容器发往自己的默认网关docker0，包到达docker0后，也就到达了主机上。然后会查询主机的路由表，发现包应该从主机的eth0发往主机的网关10.10.105.254/24。接着包会转发给eth0，并从eth0发出去（主机的ip_forward转发应该已经打开）。这时候，上面的Iptable规则就会起作用，对包做SNAT转换，将源地址换为eth0的地址。这样，在外界看来，这个包就是从10.10.101.105上发出来的，Docker容器对外是不可见的。

那么，外面的机器是如何访问Docker容器的服务呢？创建一个含有web应用的容器，将容器的80端口映射到主机的80端口，然后查看Iptable规则的变化，发现多了这样一条规则：

-A DOCKER ! -i docker0 -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 172.17.0.5:80

此条规则就是对主机eth0收到的目的端口为80的tcp流量进行DNAT转换，将流量发往172.17.0.5:80，也就是我们上面创建的Docker容器。所以，外界只需访问10.10.101.105:80就可以访问到容器中得服务。