Docker容器（六）网络配置与数据卷

2024-04-17 12:50:55

一、高级网络配置

1.1概述

当 Docker 启动时，会自动在主机上创建一个 `docker0` 虚拟网桥，实际上是 Linux 的一个 bridge，可以理解为一个软件交换机。它会在挂载到它的网口之间进行转发。

同时，Docker 随机分配一个本地未占用的私有网段（在 [RFC1918](https://tools.ietf.org/html/rfc1918) 中定义）中的一个地址给 `docker0` 接口。比如典型的 `172.17.42.1`，掩码为 `255.255.0.0`。此后启动的容器内的网口也会自动分配一个同一网段（`172.17.0.0/16`）的地址。

当创建一个 Docker 容器的时候，同时会创建了一对 `veth pair` 接口（当数据包发送到一个接口时，另外一个接口也可以收到相同的数据包）。这对接口一端在容器内，即 `eth0`；另一端在本地并被挂载到 `docker0` 网桥，名称以 `veth` 开头（例如 `vethAQI2QT`）。通过这种方式，主机可以跟容器通信，容器之间也可以相互通信。Docker 就创建了在主机和所有容器之间一个虚拟共享网络。

注意：一般在使用docker网桥(br1dge)实现容器与容器通信时，都是站在一个应用角度进行容器通信

1.2网络信息命令

查看网络信息

docker network ls

创建一个网桥

docker network create -d bridge 网桥名称

删除一个网桥

docker network rm 网桥名称

查看网桥详细

docker inspect els

1.3容器之前使用网络通信

查询当前网络配置

创建桥接网络

启动容器指定使用网桥

- docker run -d -p 8890:80 --name nginx001 --network info nginx 
- docker run -d -p 8891:80 --name nginx002 --network info nginx 
	`注意:一旦指定网桥后--name指定名字就是主机名,多个容器指定在同一个网桥时,可以在任意一个容器中使用主机名与容器进行互通`

二、数据卷配置

2.1说明

数据卷` 是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它绕过 UFS，可以提供很多有用的特性：

- `数据卷` 可以在容器之间共享和重用

- 对 `数据卷` 的修改会立马生效

- 对 `数据卷` 的更新，不会影响镜像

- `数据卷` 默认会一直存在，即使容器被删除

> 注意：`数据卷` 的使用，类似于 Linux 下对目录或文件进行 mount，镜像中的被指定为挂载点的目录中的文件会复制到数据卷中（仅数据卷为空时会复制）。

2.2数据卷特性

Docker镜像由多个只读层叠加⽽成，容器启动时，Docker会加载只读镜像层并在镜像栈顶部添加⼀个读写层.

如果运⾏中的容器修改现有的⼀个已经存在的⽂件，那么该⽂件将会从读写层下面的只读层复制到读写层，该⽂件的只读版本依然存在，只是已经被读写层中该⽂件的副本所隐藏，这就是所谓的“写时复制”机制.

数据卷意义

关闭并重启容器，其数据不受影响; 但删除容器，则修改部分会全部丢失.
存在问题:
1 存在与联合⽂件系统(UFS)中，不易于宿主机访
问;
2 容器间数据共享不便;
3 删除容器其数据会丢失.

解决⽅案: “卷”
卷”是容器上的⼀个或多个“目录”，此类目录可
绕过联合⽂件系统，与宿主机某目录“绑定”

Volume可以在运⾏容器时即完成创建与绑定操作，前提是拥有声明。
Volume的初衷是数据持久化。

2.3在容器中使⽤Volumes

# 创建一个名为data的Docker容器，并使用Docker管理的卷进行挂载
docker run -d --name data -v <Mount-dir> tomcat

# 使用docker inspect命令查看data容器的挂载信息
docker inspect -f {{.Mounts}} data

# 创建一个名为data的Docker容器，并使用主机目录进行绑定挂载
docker run -d --name data -v <Host-dir>:<Volume-dir> tomcat

# 创建一个名为data的Docker容器，并使用联合卷进行挂载
docker run -d --name data --volume-from <Container> tomcat

举例

2.4数据卷命令

创建数据卷

docker volume create my-vol

查看数据卷

docker volume inspect my-vol

[
    {
        "CreatedAt": "2020-11-25T11:43:56+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

挂载数据卷

docker run -d -P --name web  -v my-vol:/usr/share/nginx/html  nginx

删除数据卷

docker volume rm my-vol

三、Docker网络通信

3.1概述

容器与容器之间

容器访问外部⽹络

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 
172.17.0.0/16 -o docker -j MASQUERADE

外部⽹络访问容器(DNAT)

docker run -p 80:80 apache 
iptables -t nat -A PREROUTING -m 
addrtype --dst-type LOCAL -j DOCKER 
iptables -t nat -A DOCKER ! -i 
docker0 -p tcp -m tcp --dprot 80 =j 
DNAT --to-destination 172.17.0.2:80

3.2Namespace隔离

进⾏namespace API操作的四种⽅式

clone()

setns()

unshare()

/proc下的部分⽂件

clone()

查看/proc/[pid]/ns

ls -l /proc/$$/ns

setns()

unshare()

fork()

3.3Namespace

UTS

UNIX Time-sharing System
主机名和域名

IPC

创建⼀个信息队列
ipcmk -Q
查看已经开启的消息队列
ipcs -q

PID

echo $$

Mount

挂载
mount <src> <dest>
查看
mount
-> mtab

Network

`netstat -antlp`、`ifconfig`和`ip addr`都是用于显示和配置网络接口的命令，但它们各自有不同的特点和用途。具体如下：

1. **`netstat -antlp`**：
- `-a`：显示所有活动的网络连接以及监听的 socket。
- `-n`：以数字形式显示地址和端口号。
- `-t`：仅显示TCP连接。
- `-l`：仅显示监听套接字（服务器等待接入连接）。
- `-p`：显示与每个连接相关的进程/程序名称。

2. **`ifconfig`**：
- 主要用于配置和显示当前网络接口的状态信息，如IP地址、子网掩码等。
- 可以对网络设备进行启用（up）或关闭（down）操作。
- 支持添加（add）和删除（del）网络设备的IP地址。

3. **`ip addr`**：
- 是iproute2套件的一部分，提供更全面的网络配置功能。
- 支持配置IPv4和IPv6网络接口，而老版本的`ifconfig`只支持IPv4（新版本已扩展支持IPv6）。
- 显示详细的网络接口信息，包括IP地址、子网掩码、广播地址等。

User

id -u

id -g

3.4Docker网络模式修改

/etc/systemd/system/docker.service dockerd ...

-b, --bridge
指定Docker使⽤的⽹桥设备. 默认情况下，Docker会⾃
动创建和使⽤docker0⽹桥设备，通过此参数可以使⽤已
经存在的设备;

--bip
指定docker0的IP和掩码，使⽤CIDR格式进⾏定义，
如: 10.10.10.10/24;

--dns
配置容器的DNS，在启动Docker进⾏时添加，所有容器全
部⽣效.

docker run ...（只针对当前容器）

--dns
指定启动的容器的DNS;
--net
⽤于指定容器的⽹络通信⽅式，有以下四个值:
1.bridge: Docker默认⽅式，⽹桥模式;
2.none: 容器没有⽹络栈;
3.container: 使⽤其它容器的⽹络栈，Docker容器会加⼊其
它容器的network namespace;
4.host: 表示容器使⽤Host的⽹络，没有⾃⼰独⽴的⽹络栈。
容器可以完全访问Host⽹络，不安全.

端⼝映射
-p、-P选项的使⽤格式

/etc/docker/daemon.json

# 定义一个字典，存储网络配置信息
network_config = {
    "bip": "192.168.1.5/24",  # IP地址和子网掩码
    "fixed-cidr": "10.20.0.0/16",  # 固定CIDR网络范围
    "fixed-cidr-v6": "2001:db8::/64",  # 固定CIDR IPv6网络范围
    "mtu": "1500",  # 最大传输单元
    "default-gateway": "10.20.1.1",  # 默认网关IP地址
    "default-gateway-v6": "2001:db8:abcd::89",  # 默认网关IPv6地址
    "dns": ["10.20.1.2", "10.20.1.3"]  # DNS服务器列表
}

3.5常⻅隔离⽅式

3.6容器的跨主机通信

宿主机配置

IP转发

配置iptables

IP转发

查看
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 
0: 关闭;
1: 开启.
配置⽂件
/etc/sysctl.conf 
net.ipv4.ip_forward = 1
⽣效配置
sysctl -p /etc/sysctl.conf
重启⽹络

配置iptables

# 设置iptables的FORWARD链的策略为ACCEPT，允许所有转发的数据包通过
iptables -P FORWARD ACCEPT

# 清空并删除所有非内置的iptables链和规则
iptables -F && iptables -X

# 清空并删除所有非内置的nat表中的链和规则
iptables -F -t nat && iptables -X -t nat

# 执行一次性的systemd命令，用于重新加载配置文件
one shot systemd

# 将/etc/profile.d目录添加到系统环境变量中，以便在系统启动时自动执行其中的脚本
/etc/proﬁle.d