Docker Network

1. 基本概念

Docker 网络的核心功能是为容器提供隔离性和可连接性：

1. 隔离性：确保容器之间的网络流量互不干扰，保证安全性。

2. 可连接性：允许容器之间、容器与宿主机之间，以及容器与外部网络之间进行通信。

Docker 使用 Linux 的网络命名空间（Namespace）和虚拟网络接口（veth pair）来实现其网络功能。

Docker 默认提供内置的 DNS 服务，容器可以通过服务名称互相解析。

2. 网络模式

Docker 提供了以下几种网络模式：

2.1. Bridge 网络（默认网络）

• 描述：Bridge 网络是 Docker 默认创建的网络模式。每个容器连接到一个虚拟网桥（如 docker0），容器之间可以通过这个网桥通信。

• 特点：

  • 容器通过虚拟网卡（veth pair）连接到网桥；
  • 具有自己的子网和网关；
  • 使用 NAT 将流量转发到外部网络；

• 应用场景：容器间需要通信，但不需要直接暴露给外部网络。

2.2. Host 网络

• 描述：Host 网络模式下，容器与宿主机共享网络栈，容器直接使用宿主机的网络接口。

• 特点：

  • 没有网络隔离，性能最高；
  • 容器的端口直接暴露到宿主机；

• 应用场景：需要极高的网络性能或需要访问宿主机的网络资源。

2.3. None 网络

• 描述：容器没有分配网络接口。

• 特点：

  • 完全隔离的网络环境；
  • 没有网络功能；

• 应用场景：需要完全自定义网络或进行安全隔离的场景。

2.4. Overlay 网络

• 描述：Overlay 网络主要用于跨宿主机的容器通信，适用于 Swarm 或 Kubernetes 集群环境。

• 特点：

  • 容器在不同宿主机之间通信；
  • 通过 VXLAN 实现跨主机网络；

• 应用场景：分布式应用程序和微服务架构。

2.5. Macvlan 网络

• 描述：Macvlan 网络为每个容器分配一个物理网络接口的 MAC 地址，使其看起来像是独立的物理设备。

• 特点：

  • 容器与外部网络直接通信，绕过宿主机的网络堆栈；
  • 与传统网络设备兼容性好；

• 应用场景：需要容器直接暴露到物理网络的场景，例如高性能网络需求或与现有网络架构集成。

3. 网络管理命令

3.1. 查看网络

docker network ls

3.2. 创建网络

docker network create [OPTIONS] NETWORK

# example
docker network create \
    -d bridge \
    --subnet 192.168.0.0/16 \
    --gateway 192.168.0.1
    mynetwork

常用选项说明：

• -d：管理网络的驱动程序（默认 bridge）；
• --subnet：表示网段的 CIDR 格式的子网；
• --gateway：主子网的 IPv4 或 IPv6 网关；

3.3. 查看网络详情

docker network inspect <network-name>

3.4. 删除网络

docker network rm <network-name>

3.5. 运行容器时指定网络

docker run --network <network-name> <image-name>

3.6. 将容器连接到网络

docker network connect <network> <container>

4. 容器互联

在默认情况下，docker0 网桥下的容器不支持通过容器名称直接互相访问，因为它们没有默认启用基于容器名称的 DNS 解析。这是因为 docker0 网桥只是一个虚拟网桥，默认情况下没有附带 DNS 服务支持。

如果需要容器通过名称互相访问，可以通过以下方法实现：

4.1. 使用容器的 --link 参数（不推荐）

--link 参数可以在默认 docker0 网桥上实现名称解析，但这种方法已被标记为过时，不建议在新项目中使用。

实现步骤：

1. 运行第一个容器：

   docker run -d --name container1 alpine sleep 3600

2. 运行第二个容器，并通过 --link 关联第一个容器：

   docker run -d --name container2 --link container1 alpine sleep 3600

3. 测试访问：

   docker exec container2 ping container1

4.2. 使用自定义 Bridge 网络

Docker 自定义创建的 Bridge 网络支持 DNS 服务，容器可以通过名称互相解析和访问。

实现步骤：

1. 创建自定义网络：

   docker network create my_bridge_network

2. 启动容器并加入自定义网络：

   docker run -d --name container1 --network my_bridge_network alpine sleep 3600
   docker run -d --name container2 --network my_bridge_network alpine sleep 3600

3. 测试容器间的名称访问：

   docker exec container1 ping container2

   在自定义网络中，Docker 提供了内置的 DNS 服务，允许容器通过名称互相解析。

4.3. 使用 Docker Compose 管理容器

使用 Docker Compose 可以简化网络管理，容器默认会加入同一个自定义网络，并且支持通过服务名称（容器名称）互相解析。

示例 Compose 配置文件：

docker-compose.yml

version: '3.8'
services:
  app1:
    image: alpine
    container_name: container1
    command: sleep 3600
  app2:
    image: alpine
    container_name: container2
    command: sleep 3600

启动服务：

docker compose up -d

测试名称访问：

docker exec container1 ping container2