手把手带你学Docker：Docker的网络原理（五）运维偏偏爱吃梨的博客-

导语

运行容器是需要使用端口映射的，可是为什么呢？

答： 容器使用的ip是172.17.0.0/16网段的，外界的用户只能访问宿主机的10.0.0.0/24网段，无法访问172.17.0.0/16网段。们运行容器的目的：是希望运行在容器中的服务，能够被外界访问，这里就涉及到了外网10.0.0.0/24到容器内网172.17.0.0/16网段的转换，所以需要做端口映射。

进入容器

现在我们进入容器，并且查看容器的ip地址：

[root@docker01 ~]# docker run -it centos:6.8 [root@8a89c3a541c4 /]# ifconfig eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:AC:11:00:02             inet addr:172.17.0.2  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0           UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1           RX packets:12 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:0            RX bytes:1016 (1016.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)  lo        Link encap:Local Loopback             inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:1            RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b) [root@8a89c3a541c4 /]#  

注意： 这个时候我们在外网肯定是访问不了ip为 172.17.0.2，在自己电脑上ping一下可以发现：

XXX@localhost ~ % ping 172.17.0.2 PING 172.17.0.2 (172.17.0.2): 56 data bytes Request timeout for icmp_seq 0 Request timeout for icmp_seq 1 Request timeout for icmp_seq 2 Request timeout for icmp_seq 3 Request timeout for icmp_seq 4 Request timeout for icmp_seq 5 ^Z zsh: suspended  ping 172.17.0.2 XXX@localhost ~ %  

端口映射

为了使外网能够访问宿主机中的容器，就要使用到容器端口映射的方法，指定映射(docker 自动添加一条iptables规则实现端口映射)：

-p hostPort:containerPort #一个ip的情况下映射 -p ip:hostPort:containerPort #绑定多个ip时，指定ip和port映射到容器的端口 -p ip::containerPort(随机端口) #多个ip时，指定ip随机端口映射到容器的端口 -p hostPort:containerPort:udp #指定端口映射协议 -p 81:80 -p 443:443 #可以指定多个-p 随机映射 docker run -P #（随机端口） 

这里我启动一个Nginx容器，宿主机的端口80映射到容器端口80：

[root@docker01 ~]# docker run -d -p 80:80 nginx:latest 86a8b65b92386f0e42aeb5375c5173b366be9da9641f16dffd86121cf39268ea [root@docker01 ~]# netstat -lntup Active Internet connections (only servers) Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name     tcp        0      0 10.0.0.11:11211         0.0.0.0:*               LISTEN      1075/memcached       tcp        0      0 0.0.0.0:4369            0.0.0.0:*               LISTEN      1/systemd            tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1082/sshd            tcp        0      0 0.0.0.0:15672           0.0.0.0:*               LISTEN      1083/beam.smp        tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1423/master          tcp        0      0 0.0.0.0:25672           0.0.0.0:*               LISTEN      1083/beam.smp        tcp        0      0 10.0.0.11:3306          0.0.0.0:*               LISTEN      1292/mysqld          tcp6       0      0 ::1:11211               :::*                    LISTEN      1075/memcached       tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      2205/docker-proxy    tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1082/sshd            tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1423/master          tcp6       0      0 :::5672                 :::*                    LISTEN      1083/beam.smp        udp        0      0 10.0.0.11:11211         0.0.0.0:*                           1075/memcached       udp        0      0 0.0.0.0:123             0.0.0.0:*                           771/chronyd          udp        0      0 127.0.0.1:323           0.0.0.0:*                           771/chronyd          udp6       0      0 ::1:11211               :::*                                1075/memcached       udp6       0      0 ::1:323                 :::*                                771/chronyd          [root@docker01 ~]#  

同时在iptables中进行查看（最后一条），tcp dpt:80 to:172.17.0.2:80，在宿主机防火墙中所有从80端口进来的请求都会映射到容器172.17.0.2:80：

[root@docker01 ~]# iptables -t nat -L -n Chain PREROUTING (policy ACCEPT) target     prot opt source               destination          DOCKER     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ADDRTYPE match dst-type LOCAL  Chain INPUT (policy ACCEPT) target     prot opt source               destination           Chain OUTPUT (policy ACCEPT) target     prot opt source               destination          DOCKER     all  --  0.0.0.0/0           !127.0.0.0/8          ADDRTYPE match dst-type LOCAL  Chain POSTROUTING (policy ACCEPT) target     prot opt source               destination          MASQUERADE  all  --  172.17.0.0/16        0.0.0.0/0            MASQUERADE  tcp  --  172.17.0.2           172.17.0.2           tcp dpt:80  Chain DOCKER (2 references) target     prot opt source               destination          RETURN     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            DNAT       tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:80 to:172.17.0.2:80 [root@docker01 ~]#  

同时可通过docker inspect containerName查看容器的详细信息

[root@docker01 ~]# docker inspect 86a8b65b9238 [ { "Id": "86a8b65b92386f0e42aeb5375c5173b366be9da9641f16dffd86121cf39268ea",         "Created": "2019-07-24T01:07:54.419925553Z",         "Path": "nginx",         "Args": [ "-g",             "daemon off;" ],     . . .   省略部分     . . "Networks": { "bridge": { "IPAMConfig": null,                     "Links": null,                     "Aliases": null,                     "NetworkID": "4b698436944d7da202d81fcd7275bdbc073f07e852813c6052d956a78d58d389",                     "EndpointID": "565e396bc726166c4a7e797e1f5872800250c7d61ede7fb9c60d437682b637d5",                     "Gateway": "172.17.0.1",                     "IPAddress": "172.17.0.2",                     "IPPrefixLen": 16,                     "IPv6Gateway": "",                     "GlobalIPv6Address": "",                     "GlobalIPv6PrefixLen": 0,                     "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",                     "DriverOpts": null                 } } [root@docker01 ~]# curl -I 172.17.0.2 HTTP/1.1 200 OK Server: nginx/1.17.1 Date: Wed, 24 Jul 2019 01:17:48 GMT Content-Type: text/html Content-Length: 612 Last-Modified: Tue, 25 Jun 2019 12:19:45 GMT Connection: keep-alive ETag: "5d121161-264" Accept-Ranges: bytes  [root@docker01 ~]#  

在windows（外网）访问宿主机ip：10.0.0.11，即可访问到容器中的nginx：

网络原理

通过上面的一系列操作之后，发现可以成功映射到Docker容器上了，下面我们一起看下网络原理。

宿主机上有两块网卡：eth0（外网），docker0（内网），当docker服务启动时，会自动创建一个桥接网卡docker0（172.17.0.1），同时也会出现一个网桥docker0（通过brctl show查看，若出现-bash: brctl: command not found，则先安装bridge-utils，yum install bridge-utils），将所有docker的虚拟网卡（docker自动创建虚拟网卡）连接到docker0网桥上，docker容器启动时会按照顺序分配ip，如：172.17.0.2，172.17.0.3，172.17.0.4，172.17.0.5，…

为什么docker容器能与外网互通呢？

[root@docker01 ~]# docker run -it centos:6.8 /bin/bash [root@c1288955af2a /]# curl -I www.baidu.com HTTP/1.1 200 OK Accept-Ranges: bytes Cache-Control: private, no-cache, no-store, proxy-revalidate, no-transform Connection: Keep-Alive Content-Length: 277 Content-Type: text/html Date: Wed, 24 Jul 2019 02:15:38 GMT Etag: "575e1f60-115" Last-Modified: Mon, 13 Jun 2016 02:50:08 GMT Pragma: no-cache Server: bfe/1.0.8.18  [root@c1288955af2a /]#  

答： linux内核起关键性的作用，内核将容器的桥接网卡信号转发到eth0上，然后eth0与外网互通，其中net.ipv4.ip_forward=1用来配置转发。

[root@docker01 ~]# sysctl -a|grep ipv4|grep ip_forward net.ipv4.ip_forward = 1 net.ipv4.ip_forward_use_pmtu = 0 sysctl: reading key "net.ipv6.conf.all.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.default.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.docker0.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.eth0.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.eth1.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.lo.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.veth1faf6fe.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.veth388cccb.stable_secret" sysctl: reading key "net.ipv6.conf.vethc734548.stable_secret" 

systemctl restart docker，当重启docker时内核将net.ipv4.ip_forward 临时调整为1，为了让这个内核参数永久生效，可将该配置放到内核配置文件中：

[root@docker01 ~]# vim /etc/sysctl.conf  net.ipv4.ip_forward = 1     

然后重新生效内核参数：

[root@docker01 ~]# sysctl -p net.ipv4.ip_forward = 1 [root@docker01 ~]#  

总结

本篇文章讲述了Docker容器的网络原理，由于纯手打，难免会有纰漏，如果发现错误的地方，请第一时间告诉我，这将是我进步的一个很重要的环节。