docker网络（四）--overlay

2023-12-14 10:13:34

使用覆盖网络

该overlay网络驱动程序会创建多个码头工人守护主机之间的分布式网络。该网络位于（覆盖）特定于主机的网络之上，允许连接到它的容器（包括群集服务容器）安全地进行通信。Docker透明地处理每个数据包与正确的Docker守护程序主机和正确的目标容器的路由。

初始化swarm或将Docker主机加入现有swarm时，会在该Docker主机上创建两个新网络：

  • 称为覆盖网络ingress，处理与群集服务相关的控制和数据流量。创建群组服务时，如果不将其连接到用户定义的覆盖网络，则ingress 默认情况下会连接到网络。
  • 一个名为的桥接网络docker_gwbridge，它将各个Docker守护程序连接到参与swarm的其他守护进程。
    您可以使用与创建用户定义overlay网络docker network create相同的方式创建用户定义的bridge网络。服务或容器一次可以连接到多个网络。服务或容器只能通过它们各自连接的网络进行通信。

虽然您可以将swarm服务和独立容器连接到覆盖网络，但默认行为和配置问题是不同的。因此，本主题的其余部分分为适用于所有覆盖网络的操作，适用于群集服务网络的操作以及适用于独立容器使用的覆盖网络的操作。

所有覆盖网络的操作

创建覆盖网络

先决条件：

  • 使用覆盖网络的Docker守护程序的防火墙规则
    您需要以下端口打开来往于覆盖网络上参与的每个Docker主机的流量：
    1. 用于集群管理通信的TCP端口2377
    2. TCP和UDP端口7946用于节点之间的通信
    3. UDP端口4789用于覆盖网络流量
  • 在创建覆盖网络之前，您需要将Docker守护程序初始化为群集管理器，docker swarm init或者使用它将其连接到现有群集docker swarm join。这些中的任何一个都会创建默认ingress覆盖网络，默认情况下 由群服务使用。即使您从未计划使用群组服务，也需要执行此操作。之后，您可以创建其他用户定义的覆盖网络。

要创建用于swarm服务的覆盖网络，请使用如下命令：

$ docker network create -d overlay my-overlay

要创建可由群集服务或 独立容器用于与在其他Docker守护程序上运行的其他独立容器通信的覆盖网络，请添加–attachable标志：

$ docker network create -d overlay --attachable my-attachable-overlay

您可以指定IP地址范围，子网，网关和其他选项。详情 docker network create --help请见。

加密覆盖网络上的流量

默认情况下，使用GCM模式下的AES算法加密所有群集服务管理流量 。群中的管理器节点每隔12小时轮换用于加密八卦数据的密钥。

要加密应用程序数据，请–opt encrypted在创建覆盖网络时添加。这样可以在vxlan级别启用IPSEC加密。此加密会带来不可忽视的性能损失，因此您应该在生产中使用此选项之前对其进行测试。

启用覆盖加密后，Docker会在所有节点之间创建IPSEC隧道，在这些节点上为连接到覆盖网络的服务安排任务。这些隧道还在GCM模式下使用AES算法，管理器节点每12小时自动旋转密钥。

不要将Windows节点连接到加密的覆盖网络。
Windows不支持叠加网络加密。如果Windows节点尝试连接到加密的覆盖网络，则不会检测到错误，但节点无法通信。

SWARM模式覆盖网络和独立容器
您可以将覆盖网络功能与两者一起使用–opt encrypted --attachable ，并将非托管容器附加到该网络：

$ docker network create --opt encrypted --driver overlay --attachable my-attachable-multi-host-network

自定义默认入口网络

大多数用户从不需要配置ingress网络，但Docker 17.05及更高版本允许您这样做。如果自动选择的子网与网络上已存在的子网冲突，或者您需要自定义其他低级网络设置（如MTU），则此功能非常有用。

自定义ingress网络涉及删除和重新创建它。这通常在您在swarm中创建任何服务之前完成。如果您具有发布端口的现有服务，则需要先删除这些服务，然后才能删除ingress网络。

在没有ingress网络存在的时间内，不发布端口的现有服务继续运行但不是负载平衡的。这会影响发布端口的服务，例如发布端口80的WordPress服务。

  • 检查ingress网络使用docker network inspect ingress，并删除其容器连接到它的任何服务。这些是发布端口的服务，例如发布端口80的WordPress服务。如果未停止所有此类服务，则下一步失败。

  • 删除现有ingress网络：

$ docker network rm ingress
WARNING! Before removing the routing-mesh network, make sure all the nodes
in your swarm run the same docker engine version. Otherwise, removal may not
be effective and functionality of newly created ingress networks will be
impaired.
Are you sure you want to continue? [y/N]
  • 使用–ingress标志创建新的覆盖网络，以及要设置的自定义选项。此示例将MTU设置为1200，将子网设置为10.11.0.0/16，并将网关设置为10.11.0.2。
$ docker network create \
  --driver overlay \
  --ingress \
  --subnet=10.11.0.0/16 \
  --gateway=10.11.0.2 \
  --opt com.docker.network.driver.mtu=1200 \
  my-ingress

注意：您可以将ingress网络命名为除了之外的其他内容 ingress，但您只能拥有一个。尝试创建第二个失败。

  • 重新启动您在第一步中停止的服务。

自定义docker_gwbridge接口

它docker_gwbridge是一个虚拟网桥，将覆盖网络（包括ingress网络）连接到单个Docker守护程序的物理网络。Docker初始化swarm或将Docker主机加入swarm时会自动创建它，但它不是Docker设备。它存在于Docker主机的内核中。如果需要自定义其设置，则必须在将Docker主机加入swarm之前或从群集中临时删除主机之后执行此操作。

  • 停止Docker。

  • 删除现有docker_gwbridge界面。

$ sudo ip link set docker_gwbridge down
$ sudo ip link del dev docker_gwbridge

  • 启动Docker。不要加入或初始化群。

  • docker_gwbridge使用docker network create命令使用自定义设置手动创建或重新创建桥。此示例使用子网10.11.0.0/16。有关可自定义选项的完整列表，请参阅Bridge驱动程序选项。

$ docker network create \
--subnet 10.11.0.0/16 \
--opt com.docker.network.bridge.name=docker_gwbridge \
--opt com.docker.network.bridge.enable_icc=false \
--opt com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade=true \
docker_gwbridge
  • 初始化或加入群。由于桥已经存在，Docker不会使用自动设置创建它。

群组服务的操作

在覆盖网络上发布端口

连接到同一覆盖网络的群集服务有效地将所有端口相互暴露。对于可在服务外部访问的端口，必须使用或标记on 或发布该端口。支持遗留冒号分隔语法和较新的逗号分隔值语法。较长的语法是首选，因为它有点自我记录。-p–publishdocker service createdocker service update

标志值 描述
-p 8080：80或 -p published = 8080，target = 80 将服务上的TCP端口80映射到路由网格上的端口8080。
-p 8080：80 / udp或 -p published = 8080，target = 80，protocol = udp 将服务上的UDP端口80映射到路由网格上的端口8080。
-p 8080：80 / tcp -p 8080：80 / udp或 -p published = 8080，target = 80，protocol = tcp -p published = 8080，target = 80，protocol = udp 将服务上的TCP端口80映射到路由网格上的TCP端口8080，并将服务上的UDP端口80映射到路由网格上的UDP端口8080。

绕过群集服务的路由网格

默认情况下，发布端口的swarm服务使用路由网格来实现。当您连接到任何群集节点上的已发布端口（无论它是否正在运行给定服务）时，您将被透明地重定向到正在运行该服务的工作线程。实际上，Docker充当您的群服务的负载均衡器。使用路由网格的服务以虚拟IP（VIP）模式运行。即使在每个节点上运行的服务（通过–mode global 标志）也使用路由网格。使用路由网格时，无法保证哪个Docker节点服务客户端请求。

要绕过路由网格，可以使用DNS循环（DNSRR）模式启动服务，方法是将–endpoint-mode标志设置为dnsrr。您必须在服务前面运行自己的负载均衡器。Docker主机上的服务名称的DNS查询返回运行该服务的节点的IP地址列表。配置负载均衡器以使用此列表并平衡节点之间的流量。

单独的控制和数据流量

默认情况下，与群组管理相关的控制流量以及进出应用程序的流量都在同一网络上运行，尽管群集控制流量已加密。您可以将Docker配置为使用单独的网络接口来处理两种不同类型的流量。当你初始化或者加入群，指定–advertise-addr和–datapath-addr分别。您必须为加入群的每个节点执行此操作。

覆盖网络上独立容器的操作

将独立容器连接到覆盖网络

ingress创建的网络没有–attachable标志，这意味着只有swarm服务可以使用它，而不是独立的容器。您可以将独立容器连接到使用该–attachable标志创建的用户定义的覆盖网络。这使得在不同Docker守护程序上运行的独立容器能够进行通信，而无需在各个Docker守护程序主机上设置路由。

发布端口

标志值 描述
-p 8080:80 将容器中的TCP端口80映射到覆盖网络上的端口8080。
-p 8080:80/udp 将容器中的UDP端口80映射到覆盖网络上的端口8080。
-p 8080:80/sctp 将容器中的SCTP端口80映射到覆盖网络上的端口8080。
-p 8080:80/tcp -p 8080:80/udp 将容器中的TCP端口80映射到覆盖网络上的TCP端口8080，并将容器中的UDP端口80映射到覆盖网络上的UDP端口8080。

标志值 描述
-p 8080:80 将容器中的TCP端口80映射到覆盖网络上的端口8080。
-p 8080:80/udp 将容器中的UDP端口80映射到覆盖网络上的端口8080。
-p 8080:80/sctp 将容器中的SCTP端口80映射到覆盖网络上的端口8080。
-p 8080:80/tcp -p 8080:80/udp 将容器中的TCP端口80映射到覆盖网络上的TCP端口8080，并将容器中的UDP端口80映射到覆盖网络上的UDP端口8080。

容器发现

在大多数情况下，您应该连接到服务名称，该名称是负载平衡的，并由支持该服务的所有容器（“任务”）处理。要获取支持该服务的所有任务的列表，请执行DNS查找tasks.service-name.

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