docker理解容器之间的通信

前言

最近遇到一个需求，我想要把自己写python程序使用dockerfile的方式构建为一个镜像，之后启动容器服务，当前的python程序需要的环境需要一个minio环境，而minio也是docker的方式进行启动的，这就涉及到了一个问题，那就是如何让2个容器进行通信，基于此去学习docker network的使用，就有了这篇学习记录，这篇文章采用mysql和nginx的为案例

Docker默认网络模式

Docker 默认有三个网络模式，可以使用 docker network ls查看

安装docker后，默认会创建三大网络模式

桥接模式（bridge）

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。

桥接模式下，Docker 会为每个容器分配一个 IP 地址，成称为container-id，同时docker网桥是每一个容器的默认网关。因为同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就可以相互通信，网桥docker0会创建一对对等虚拟设备接口一个叫veth,另一个叫eth0,成对匹配。发出去的数据包先到达docker0，然后交给主机的协议栈，由于目的 IP 是外网 IP，且主机会开启 IP forward 功能，于是数据包通过主机的 eth0 发出去。由于docker0是内网 IP ，所以一般发出去之前会做 NAT 转换

　bridge模式是docker的默认网络模式，不写--net参数，就是bridge模式。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。

桥接模式原理图

查看网络数据源

# 截取一些比较重要的信息
docker network inspect bridge
[
    {
        "Name": "bridge",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.17.0.0/16", # 子网范围
                    "Gateway": "172.17.0.1"    # 网关
                }
            ]
        },
        "Containers": {
        },
        "Options": {
            "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
            "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
            "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
            "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
        },
        "Labels": {}
    }
]

创建两个容器

docker run -it --rm -d -p 3311:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=yunzhi --name db mysql
docker run -it --rm -d -p 8087:80 --name web nginx

查看网络数据源

# 截取一些比较重要的信息
docker network inspect bridge

[
    {
        "Name": "bridge",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.17.0.0/16", # 子网范围
                    "Gateway": "172.17.0.1"    # 网关
                }
            ]
        "Containers": {
          "32fe0526ee36d08c5c67ba862894d56e28f24fde8cfb0e8d7fa2746f92f39cef": {
                "Name": "web",
                "EndpointID": "43576f55a383392b543adcc4308a14e7dcc92ec30dcb14447869d4d4354a0e4e",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",
                "IPv4Address": "172.17.0.3/16", # id 地址
                "IPv6Address": ""
            },
            "701dedd62762abecf36591a3f426dcc5a79a580fc512f987e7df03d83b6fd0cc": {
                "Name": "db",
                "EndpointID": "ba6b19859855a7558e11d32a284e4c0c4c9fc95d07065d1de28d23cfad69c64b",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
                "IPv4Address": "172.17.0.2/16",  # id 地址
                "IPv6Address": ""
            }

        },
        "Options": {
            "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
            "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
            "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
            "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
        },
        "Labels": {}
    }
]

在容器内部执行网络连通性测试

进入容器内部：

docker exec -it web /bin/bash

Ping 另一个容器：

在一个容器的 shell 提示符下，尝试使用 ping 命令 ping 另一个容器的 IP 地址。当前在 web 容器内部，要测试能否与 db 容器通信，可以执行：

ping 172.17.0.2

这里发现可以ping通，也就证明了在同一个网桥内的容器进行通信

使用容器名进行尝试

ping db

从这里我们就可以发现不能根据容器名进行ping通

所以这里我们发现，默认的网桥bridge上的容器只能通过IP互连，无法通过DNS解析名称或别名。如果我们当前container1有一个Web服务，在container2有一个mysql，container1中的Web服务往往需要连接container2的mysql，这是只能靠IP进行连接，但是docker也无法保证容器重启后的IP地址不变，所以更好的方式是通过别名进行互联。

不同容器通过容器名或者别名进行联通

使用--link参数
--link参数允许在启动容器时创建容器间的链接，使一个容器可以通过环境变量访问另一个容器。这种方式已经被废弃。

docker run -it --rm -d -p 8087:80 --link db:db --name web nginx
docker exec -it web sh
ping -c3 db

手动修改/etc/hosts文件
编辑容器的/etc/hosts文件，添加其他容器的IP和主机名映射。

docker exec -it web sh
echo "172.17.0.2 db" >> /etc/hosts

用户自定义bridge网桥：自动DNS解析，这是目前解决此类问题的主要方法

docker network create my_network
docker run -it --rm -d -p 3311:3306 --network my_network -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=yunzhi --name db mysql
docker run -it --rm -d -p 8087:80 --network my_network --name web nginx

再次尝试连接

docker exec -it web sh
ping -c3 db

主机模式（host）

主机模式下，Docker容器与宿主机共享网络栈。容器将直接使用宿主机的网络接口，而不会获得自己的网络命名空间。这意味着容器可以使用宿主机上的所有网络资源，在 --network host 模式下，容器之间可以使localhost 进行通信。如果在同一台宿主机上运行多个容器并使用 --network host 模式，请确保每个容器使用不同的端口，否则会发生端口冲突。

 docker run -it --rm -d -p 8080:80 --network host --name web nginx
 警告:使用主机网络模式时，已发布的端口将被丢弃
 WARNING: Published ports are discarded when using host network mode

服务的测试页面

docker exec -it web curl http://localhost

无网络模式（none）

在无网络模式下，容器没有网络连接。这意味着容器无法通过网络与其他容器或外部网络进行通信。通常情况下，无网络模式用于特殊应用场景，例如需要完全与网络隔离的容器。

指定网络模式

docker run创建Docker容器时，可以用–net选项指定容器的网络模式

bridge模式：使–net =bridge指定，默认设置；
host模式：使–net =host指定；
none模式：使–net =none指定；
container模式：使用–net =container:NAME orID指定。

参考文章

https://www.runoob.com/docker/docker-container-connection.html
https://docs.docker.com/network/