一、Docker 跨主機(jī)通信

Docker跨主機(jī)網(wǎng)絡(luò)方案包括：

docker 原生的 overlay 和 macvlan。
第三方方案：常用的包括 flannel、weave 和 calico。
docker 通過 libnetwork 以及 CNM 將上述各種方案與docker集成在一起。

libnetwork 是 docker 容器網(wǎng)絡(luò)庫，最核心的內(nèi)容是其定義的 Container Network Model (CNM)，這個(gè)模型對(duì)容器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了抽象，由以下三類組件組成：

1.1 Sandbox
Sandbox 是容器的網(wǎng)絡(luò)棧，包含容器的 interface、路由表和 DNS 設(shè)置。 Linux Network Namespace 是 Sandbox 的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。Sandbox 可以包含來自不同 Network 的 Endpoint。也就是說Sandbox將一個(gè)容器與另一個(gè)容器通過Namespace進(jìn)行隔離，一個(gè)容器包含一個(gè)sandbox，每一個(gè)sandbox可以有多個(gè)Endpoint隸屬于不同的網(wǎng)絡(luò)。

1.2 Endpoint
Endpoint 的作用是將 Sandbox 接入 Network。Endpoint 的典型實(shí)現(xiàn)是 veth pair。一個(gè) Endpoint 只能屬于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也只能屬于一個(gè) Sandbox。

1.3 Network
Network 包含一組 Endpoint，同一 Network 的 Endpoint 可以直接通信。Network 的實(shí)現(xiàn)可以是 Linux Bridge、VLAN 等。

Docker網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖片截至CLOUDMAN博客。

libnetwork下包含上述原生的driver以及其他第三方driver。
none、bridge網(wǎng)絡(luò)前面已經(jīng)介紹。bridge就是網(wǎng)橋，虛擬交換機(jī)，通過veth連接其與sandbox。

二、Docker overlay 網(wǎng)絡(luò)

2.1 啟動(dòng) key-value 數(shù)據(jù)庫 Consul

Docerk overlay 網(wǎng)絡(luò)需要一個(gè) key-value 數(shù)據(jù)庫用于保存網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，包括 Network、Endpoint、IP 等。Consul、Etcd 和 ZooKeeper 都是 Docker 支持的 key-vlaue 軟件。

consul是一種key-value數(shù)據(jù)庫，可以用它存儲(chǔ)系統(tǒng)的狀態(tài)信息等，當(dāng)然這里我們并不需要寫代碼，只需要安裝consul，之后docker會(huì)自動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)存儲(chǔ)等。最簡單的安裝consul數(shù)據(jù)庫的方法是直接使用 docker 運(yùn)行 consul 容器。

docker run -d -p 8500:8500 -h consul --name consul progrium/consul -server -bootstrap

啟動(dòng)后可以通過 host ip的8500端口查看consul服務(wù)。

為了讓 consul 發(fā)現(xiàn)各個(gè) docker 主機(jī)節(jié)點(diǎn)，需要在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行配置。修改各個(gè)節(jié)點(diǎn) docker daemon 的配置文件/etc/systemd/system/docker.service。在 ExecStart 最后添加

--cluster-store=consul://<consul_ip>:8500 --cluster-advertise=ens3:2376
其中 <consul_ip> 表示運(yùn)行 consul 容器的節(jié)點(diǎn)IP。ens3為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的ip地址對(duì)應(yīng)的網(wǎng)卡，也可以直接填寫ip地址。

以上是單機(jī)版 consul 的安裝方法，建議采用集群模式，集群模式安裝方式見https://www.consul.io/intro/getting-started/join.html。

2.2 創(chuàng)建 overlay 網(wǎng)絡(luò)

創(chuàng)建 overlay 網(wǎng)絡(luò)與之前創(chuàng)建 bridge 網(wǎng)絡(luò)基本相同，唯一不同的是將-d參數(shù)設(shè)置為overlay。如下：

docker network create -d overlay ov_net2

docker network create -d overlay ov_net3 --subnet 172.19.0.0/24 --gateway 172.19.0.1

只需要在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行上述創(chuàng)建過程，其他節(jié)點(diǎn)自動(dòng)會(huì)識(shí)別到該網(wǎng)絡(luò)，原因正是在于consul的服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能。

之后創(chuàng)建容器的時(shí)候只需要指定--network參數(shù)為ov_net2即可。

docker run --network ov_net2 busybox

這樣即使在不同的主機(jī)上使用同一 overlay 網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建的容器，相互之間也能夠直接訪問。

2.3 overlay 網(wǎng)絡(luò)原理

再創(chuàng)建完一個(gè)overlay網(wǎng)絡(luò)之后，通過docker network ls可以看到網(wǎng)絡(luò)中不僅多了一個(gè)我們創(chuàng)建的 ov_net2 （類型為overlay、scope為global），還能看到一個(gè)名為 docker_gwbridge （類型為bridge、scope為local）。這其實(shí)就是 overlay 網(wǎng)絡(luò)的工作原理所在。

通過brctl show可以看出，每創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)類型為overlay的容器，則docker_gwbridge下都會(huì)掛載一個(gè)vethxxx，這說明確實(shí)overlay容器是通過此網(wǎng)橋進(jìn)行對(duì)外連接的。

簡單的說 overlay 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)還是從 bridge 網(wǎng)絡(luò)docker_gwbridge出去的，但是由于consul的作用（記錄了overlay網(wǎng)絡(luò)的endpoint、sandbox、network等信息），使得docker知道了此網(wǎng)絡(luò)是 overlay 類型的，這樣此overlay網(wǎng)絡(luò)下的不同主機(jī)之間就能夠相互訪問，但其實(shí)出口還是在docker_gwbridge網(wǎng)橋。

none、bridge網(wǎng)絡(luò)前面已經(jīng)介紹。bridge就是網(wǎng)橋，虛擬交換機(jī)，通過veth連接其與sandbox。

三，讓外網(wǎng)能否訪問容器的端口映射方法:

[root@localhost ~]# ss -lnt
//查看一下套接字（IP地址和端口）

1）手動(dòng)指定端口映射關(guān)系

[root@localhost ~]# docker pull nginx

[root@localhost ~]# docker pull busybox

[root@localhost ~]# docker run -itd nginx:latest
//不加任何參數(shù)開啟一臺(tái)nginx虛擬機(jī)
[root@localhost ~]# docker ps
//查看容器信息

 [root@localhost ~]# docker inspect  vigorous_shannon
//查看容器詳細(xì)信息（現(xiàn)在看IP）

[root@localhost ~]# curl 172.17.0.2

[root@localhost ~]# docker run -itd --name web1 -p 90:80 nginx:latest
//開啟一臺(tái)虛擬機(jī)指定鏈接端口

第二臺(tái)訪問

[root@localhost ~]# curl 192.168.1.11:90

2）從宿主機(jī)隨機(jī)映射端口到容器。

[root@localhost ~]# docker run -itd --name web2 -p 80 nginx:latest
//開啟一臺(tái)虛擬機(jī)隨機(jī)鏈接端口
[root@localhost ~]# docker ps

第二臺(tái)訪問

[root@localhost ~]# curl 192.168.1.11:32768

3）從宿主機(jī)隨機(jī)映射端口到容器,容器內(nèi)所有暴露端口,都會(huì)一一映射。

[root@localhost ~]# docker run -itd --name web3 -P nginx:latest
//從宿主機(jī)隨機(jī)映射端口到容器,容器內(nèi)所有暴露端口,都會(huì)一一映射
[root@localhost ~]# docker ps

第二臺(tái)訪問

[root@localhost ~]# curl 192.168.1.11:32769

四，Join容器：container（共享網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧）

容器和容器之間。

[root@localhost ~]# docker run -itd --name web5  busybox:latest
//基于busybox開啟一臺(tái)虛擬機(jī)
[root@localhost ~]# docker inspect web5

[root@localhost ~]# docker run -itd --name web6 --network container:web5 busybox:latest
//開啟另一臺(tái)虛擬機(jī)
[root@localhost ~]# docker exec -it web6 /bin/sh
//進(jìn)入web6
/ # ip a

/ # echo 123456 > /tmp/index.html
/ # httpd -h /tmp/
//模擬開啟httpd服務(wù)

[root@localhost ~]# docker exec -it web5 /bin/sh
//進(jìn)入web5
/ # ip a

# wget -O - -q 127.0.0.1
//這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)容器的IP地址一樣。

這種方法的使用場景:
由于這種網(wǎng)絡(luò)的特殊性，一般在運(yùn)行同一個(gè)服務(wù),并且合格服務(wù)需要做監(jiān)控，已經(jīng)日志收集、或者網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的時(shí)候，可以選擇這種網(wǎng)絡(luò)。

五，docker的跨主機(jī)網(wǎng)絡(luò)解決方案

overlay的解決方案

實(shí)驗(yàn)環(huán)境: