Docker 网络-端口映射、容器链接、Networking

 2017年04月03日    11190     声明


在使用Docker容器时,我们需要访问容器的内部网络,或需要在容器间相互访问。Docker 容器默认不会开放任何端口,因此需要将容器与宿主机进行端口映射,使容器可外部访问。而容器间互相访问,除了可以基于端口映射进行访问外,还可以通过容器链接(Link)的方式,也可以通过Docker 网络(Networking)实现。

  1. 端口映射与外部访问容器
  2. 容器链接(Link)
  3. Docker网络(Networking)

1. 端口映射与外部访问容器

Docker 容器运行后默认不会开启任何网络端口,这样就无法通过网络访问容器。要使容器可以通过外部网络访问Docker 容器的内部网络,就需要将容器端口与宿主机端口建立映射关系。

容器与宿主机间建立端口映射关系时,可以在运行容器时使用-P-p参数指定端口映射。两者区别如下:

  • -P参数会随机分配一个49000~49900之间的端口到容器内部开放的网络(通过EXPORT指定的)端口
  • -p则可以具体指定要映射的端口,并且在一个指定端口上只能绑定一个容器


1.1 -P绑定宿主机随机端口

-P参数会随机绑定一个49000~49900之间的端口所运行容器的导出端口。

如,运行一个容器,并使用-P绑定宿主机端口:

$ sudo docker run -d --name experss-app -P itbilu/express-app
28003e2dcdcd38075d1ad68d4791c77edaca47dc3d468b0333669ba483cd7b3d

在这个示例中,我们通过itbilu/express-app镜像创建并运行了一个名为express-app的容器。运行容器时,我们通过-P参数进行了端口映射。这时,可以通过docker ps命令查看所分配的端口号:

$ sudo docker ps 
CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
0781edb13563        itbilu/express-app   "npm start"         15 seconds ago      Up 14 seconds       0.0.0.0:32771->3000/tcp   experss-app

如上所示,宿主机的32771端口被绑定到了容器的3000端口。


1.2 -p指定端口、IP地址绑定

如果不想使用随机端口,则可以使用-p参数来指定要绑定的端口号。-p参数除了可以指定端口号外,还可以指定宿主机的IP,这一点在使用过程中非常有用。

-p支持以下几种绑定格式:

// 绑定宿主机IP及端口
ip:hostPort:containerPort
// 绑定宿主机IP
ip::containerPort
// 绑定宿主机端口
hostPort:containerPort

绑定宿主机所有的IP

使用hostPort:containerPort格式进行宿主机及容器端口映射时,默认会将宿主机的所有IP绑定到容器。如:

$ sudo docker run -d --name experss-app -p 3000:3000 itbilu/express-app

在这个示例中,将宿主机的3000端口映射到了容器的3000端口。在这种情况下,会绑定本地所有接口上的所有IP地址。

映射到指定地址的指定端口

使用ip:hostPort:containerPort格式可以将宿主机指定的IP及端口,绑定到容器端口。

如,绑定127.0.0.1IP到容器:

$ sudo docker run -d --name experss-app -p 127.0.0.1:3000:3000 itbilu/express-app

映射指定地址及随机端口

ip::containerPort格式会绑定宿主机的指定IP地址及随机端口到容器端口。如:

$ sudo docker run -d --name experss-app -p 127.0.0.1::3000 itbilu/express-app

使用docker ps查看所分配的端口:

$ sudo docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                       NAMES
6289a4714594        itbilu/express-app   "npm start"         4 seconds ago       Up 4 seconds        127.0.0.1:32768->3000/tcp   experss-app


1.3 其它

在前面示例中,我们通过docker ps查看已创建的容器及容器所绑定的端口。除了docker ps命令外,还可以使用docker port查看所绑定的端口及IP地址:

$ sudo docker port experss-app
3000/tcp -> 127.0.0.1:32768

容器内部可能会使用多个网络端口,使用docker port命令时,可以指定端口参数,以查看容器指定端口的绑定情况:

$ sudo docker port experss-app 3000
127.0.0.1:32768

在创建/运行容器时,-p参数可以被多次使用,以绑定多个容器端口:

$ sudo docker run -d --name experss-app -p 3000:3000 -p 5000:80 itbilu/express-app

Docker进行端口绑定时,默认会绑定TCP端口。还可以使用udp标记来绑定udp端口:

$ sudo docker run -d --name experss-app -p 3000:3000/udp itbilu/express-app


容器的连接(link)系统是除了端口映射外,另一种跟容器中应用交互的方式。该系统会在源容器和接收容器之间创建一个隧道,接收容器可以看到源容器指定的信息。Docker的链接是一个可以将具体的容器连接到一起来进行通信的抽像层。

2.1 容器的命名

Docker的连接系统会依据容器的名称来进行连接,因此,首先需要定义容器的名称。在不指定容器命令的情况,系统会随机分配一个名称。但相对来说,自定义容器名称更容易记。

自定义容器名称,可以使用--name参数:

$ sudo docker run -d --name db training/postgres

命令并运行容器后,可以通过docker ps命令来查看相关信息。也可以使用docker inspect命令来查看容器的名称:

$ sudo docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
db2093b13127        training/postgres   "su postgres -c '/..."   4 seconds ago       Up 2 seconds        5432/tcp            db
$ sudo docker inspect -f "{{ .Name }}" db2093b13127
/db


使用--link参数可以让容器间安全的进行互联。

如,我们可以像下面这样创建一个名为web的容器,并将它连接到db容器:

$ sudo docker run -d -P --name web --link db:db training/webapp python app.py

这样就在webdb之间建立了互联关系。

--link参数格式

--link参数的格式为--link name:alias,其中:name表示要连接的容器的名称,而alias表示连接后的别名。

通过--link参灵敏,Docker 会在两个互联的容器之间创建了一个安全的隧道,且不用映射它们的端口到宿主主机上。在前面我们启动db容器的时,并没有使用-p-P参数,从而避免了暴露数据库端口到外部网络上,增加了容器的安全性。


3. Docker网络(Networking)

在Docker 1.9及之后,增加了Docker Networkingdocker network命令。容器之间的连接通过网络来创建,这被称为Docker Networking

通过端口映射的方式开放容器的内部网络,这种方式并不够灵活、强大,且会暴露端口到外部网络。容器链接和Dcoker Networking是更好的处理方式,Docker 1.9之前的版本推荐使用容器链接(Link)的方式,在Docker 1.9及之后则更推荐使用Dcoker Networking。相对链接来说,Networking具有以下优点:

  • Dcoker Networking可以将容器连接到不同宿主机上的容器
  • 通过Dcoker Networking连接的容器,可以在不更新连接的情况下对容器进行停止、启动或重启。而链接则需要通过更新配置,重启对应的容器来更新容器之间的网络
  • 使用Dcoker Networking可以不用关心容器是否已运行,也不用关心容器的运行顺序,而可以在网络内部获取容器名的解析和发现

Docker 安装会,有三个网络会被自动创建。可以通过docker network ls命令查看:

$ docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
32dfd86b7900        bridge              bridge              local
18814c612f64        host                host                local
7914b1c3168c        none                null                local

在Docker历史上,这三个网络是Docker执行的一部分。在运行容器时,可以使用--network指定要运行容器的网络,面这三个网络都可选。

3.1 创建网络

Docker Networking允许用户创建自己的网络,容器间可以通过这个网络互相通讯。Docker Networking允许容器跨越不同的宿主机通讯,且网络配置方式更灵活。

Docker Engine 会在引擎安装时自动创建一个名为bridge(桥接)网络,这个网络会与docker0(Docker内部网络)相对应。

除此之外,用户还可以自行创建bridgeoverlay类型的网络。bridge网络适用于单台宿主机运行的单Docker引擎环境,而overlay网络允许我们跨多台宿主机进行通讯。

要实现Docker Networking互联,首先要使用docker network create命令创建一个网络:

$ sudo docker network create my_network
32ddd24fd698665888ffa542215ae79a140b31ab3a10c96422ce2aee67b904a9

如上,我们创建了一个名为my_network的网络,现在可以通过docker network inspect查看这个新建的网络:

$ sudo docker network inspect my_network
[
    {
        "Name": "my_network",
        "Id": "32ddd24fd698665888ffa542215ae79a140b31ab3a10c96422ce2aee67b904a9",
        "Created": "2017-04-04T04:05:13.230681143Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Containers": {},
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

在不添加额外参数的情况下,创建的是一个本地桥接网络。而创建overlay网络,需要预先存在一些条件,详细官方文档:Create networks

使用docker network ls命令也可以看到这个新建的网络:

$ docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
32ddd24fd698        my_network          bridge              local
ae4ab5ad7602        bridge              bridge              local
18814c612f64        host                host                local
7914b1c3168c        none                null                local


3.2 创建容器并连接到网络

创建网络后,可以在创建容器时通过--network参数指定容器要使用的网络:

$ sudo docker run -d --name db --network=my_network training/postgres

使用docker network inspect查看的网络情况:

$ docker network inspect my_network
[
    {
        "Name": "my_network",
        "Id": "32ddd24fd698665888ffa542215ae79a140b31ab3a10c96422ce2aee67b904a9",
        "Created": "2017-04-04T04:05:13.230681143Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Containers": {
            "dccb4267650d8659e65aa3876ec6a427224111a91b4b253bb105af2295ad7a4a": {
                "Name": "db",
                "EndpointID": "6b1610e37eafbd044beb33f91f1d5d8e337da1b7376690f05b6fdeb0916edb9f",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:02",
                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

可以看到my_network网络的Containers参数中,包含了网创建的容器的信息,表中容器已连接到我们所创建的网络,而该容器的IP地址为172.18.0.2

接下来,创建一个交互式容器,并查看该容器内部的网络情况:

$ sudo docker run -t -i --name web --network=my_network training/webapp /bin/bash
root@acb03a7adec2:/opt/webapp# 

然后使用ping测试是否可以连接到db容器:

# ping db
PING db (172.18.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from db.my_network (172.18.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.136 ms
64 bytes from db.my_network (172.18.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.092 ms
...

由此可见在同一网络中的容器是可以互相访问的。


3.3 将已有容器连接到Docker网络

当需要将已在运行的容器添加到已有的网络时,可以使用docker network connect命令。

删除刚创建的web容器,并使用以下命令重新创建:

$ sudo docker run -d --name web training/webapp python app.py

将这个容器连接到已创建的名为my_network的网络:

$ sudo docker network connect my_network web

使用docker network inspect查看的网络情况,Containers节点内容如下:

...
"Containers": {
    "7258828bc9ab9153f060aa38c24daa63e22478632270172f5a1485e0e9a4797b": {
        "Name": "web",
        "EndpointID": "457fbf4ecebaabbe6cce2e95d7b1f47e35450897de3e6a00cde835cd3305eee9",
        "MacAddress": "02:42:ac:12:00:03",
        "IPv4Address": "172.18.0.3/16",
        "IPv6Address": ""
    },
    "dccb4267650d8659e65aa3876ec6a427224111a91b4b253bb105af2295ad7a4a": {
        "Name": "db",
        "EndpointID": "6b1610e37eafbd044beb33f91f1d5d8e337da1b7376690f05b6fdeb0916edb9f",
        "MacAddress": "02:42:ac:12:00:02",
        "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
        "IPv6Address": ""
    }
}
...

一个容器可以连接入多个网络,从而构建出非常复杂的网络模型。


3.4 断开网络与网络删除

还可以使用docker network disconnect命令将容器与网络断开连接:

$ sudo docker network disconnect my_network web

这样就将容器web与网络my_network断开的了连接。

网络不在需要后,可以使用docker network rm命令将网络删除:

$ sudo docker network rm my_network

注意:删除网络时,需要已断开所容器的连接,否则会删除失败。