一、Docker 网络实现的原理

Docker 使用 Linux bridge 技术，当 Docker server 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。

接下来就要为容器分配 IP 了，Docker 会从 RFC1918 所定义的私有 IP 网段中，选择一个和宿主机不同的 IP 地址（Container-IP）和子网（每个容器的默认网关）分配给 docker0，连接到 docker0 的容器就从这个子网中选择一个未占用的 IP 使用。

如一般 Docker 会使用 172.17.0.0/16 这个网段，并将 172.17.0.1/16 分配给 docker0 网桥（在主机上使用 ifconfig 命令是可以看到 docker0 的，可以认为它是网桥的管理接口，在宿主机上作为一块虚拟网卡使用）。

因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的 Container-IP 直接通信。Docker 网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络时无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过 Container-IP 访问到容器。

如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主机（端口映射），即 docker run 创建容器的时候通过-p 或-P 参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机 IP]:[容器端口]访问容器。

随机映射端口（从 32768 开始） docker run -d --name test1 -P alpine

指定映射端口 docker run -d --name test2 -p 88:80 alpine

看下面的截图，我们发现这个容器带来的网卡都是一对一对的，这就是 evth-pair( virtual Ethernet pair )技术，就是一对的虚拟设备接口，它们都是成对出现的，一段连接着协议，一段彼此相连。正因为有这个特性，evth-pair 充当一个桥梁，来连接各种虚拟网络设备。

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二、Docker 的网络模式

1. 默认网络当你安装 Docker 时，它会自动创建三个网络 bridge （创建容器默认连接到此网络）、none、host。你可以使用以下 docker network ls 或者 docker network list 命令列出这些网络
2. 使用 docker run 创建 docker 容器时，可以用 --net ****或 --network ****选项指定容器的网络模式host 模式：使用 --net=host ****指定none 模式：使用 --net=none ****指定container 模式：使用 --net=container:${NAME/ID} ****指定bridge 模式：使用 --net=bridge ****指定，默认设置，可省略

2.1 Host 模式

host 模式：使用 --net=host 指定

相当于 VMware 中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但是没有独立 IP 地址，直接使用宿主机的 IP 地址与外界进行通信，不再需要额外进行转换。

docker 启动时指定-network=host 或-net=host，此时通过-p 映射端口不会气到任何作用，端口号会以主机端口号为主，重复时则递增。

Docker 使用了 Linux 的 Namespace 技术来进行资源隔离，如 PID Namespace 隔离进程，Mount Namespace 隔离文件系统，Network Namespace 隔离网络等。一个 Network Namespace 提供了一份独立的网络环境，包括网卡，路由，iptable 规则等都与其他 Network Namespace 隔离。一个 Docker 容器一般会分配一个独立的 Network Namespace。

但是如果启动容器的时候使用 host 模式，那么这个容器将不会获得一个独立的 Network Namespace ，而是和宿主机共用一个 Network Namespace 。容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的 IP 等，而是使用宿主机的 IP 和端口范围。此时容器不再拥有隔离的、独立的网络栈，不拥有端口资源。

容器的网络使用的是宿主机的网络，但是，容器的其他方面，如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的。

2.2 none 模式

使用 none 模式，Docker 容器拥有自己的 Network Namespace ，但是，并不为 Docker 容器进行任何网络配置。

也就是说，这个 Docker 容器没有网卡、IP、路由等信息。这种网络模式下容器只有 lo 回环网络，没有其他网卡。这种类型的网络没有办法联网，封闭的网络能很好的保证容器的安全性。

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2.3 container 模式

这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个 Network Namespace （网络命名空间），而不是和宿主机共享。

新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的 IP，而是和一个指定的容器共享 IP、端口范围等。同样，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。两个容器的进程可以通过 lo 网卡设备通信。

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2.4 bridge 模式

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

相当于 VMware 中的 nat 模式，容器使用独立 network Namespace ，并连接到 docker0 虚拟网卡。通过 docker0 网桥以及 iptables nat 表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配 Network Namespace、设置 IP 等，并将一个主机上的 Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。

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。

从 docker0 子网中分配一个 IP 给容器使用，并设置 docker0 的 IP 地址为容器的默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡 veth pair 设备。veth 设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth 设备常用来连接两个网络设备。

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Docker 将 veth pair 设备的一端放在新创建的容器中，并命名为 eth0 （容器的网卡），另一端放在主机中，以 veth*这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到 docker0 网桥中。可以通过 brctl show 命令查看。

yum install bridge-utils -y

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 -nL 查看。

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2.5 自定义网络模式

新建自定义网络： docker network create ${network-name}

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以我们新建的网络启动两个 alpine 容器，进入任意一个容器，ping 另外一个容器的名字，yeah，ping 通了～

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来源： https://xie.infoq.cn/article/10e213dd5816623f4046bd82d