跳到主要內容

Docker 網路實作

Docker 網路實作

Docker 的網路實作其實就是利用了 Linux 上的網路命名空間和虛擬網路設備(特別是 veth pair)。建議先熟悉了解這兩部分的基本概念再閱讀本章。

基本原理

首先,要實作網路通信界面,機器需要至少一個網路界面(物理界面或虛擬界面)來收發資料包;此外,如果不同子網之間要進行通信,需要路由機制。
Docker 中的網路界面預設都是虛擬的界面。虛擬界面的優勢之一是轉發效率較高。 Linux 透過在核心中進行資料複製來實作虛擬界面之間的資料轉發,發送界面的發送緩存中的資料包被直接複製到接收界面的接收緩存中。對於本地系統和容器內系統看來就像是一個正常的乙太網卡,只是它不需要真正同外部網路設備通信,速度要快很多。
Docker 容器網路就利用了這項技術。它在本地主機和容器內分別建立一個虛擬界面,並讓它們彼此連通(這樣的一對界面叫做 veth pair)。

建立網路參數

Docker 建立一個容器的時候,會執行以下操作:
  • 建立一對虛擬界面,分別放到本地主機和新容器中;
  • 本地主機一端橋接到預設的 docker0 或指定橋接器上,並具有一個唯一的名字,如 veth65f9;
  • 容器一端放到新容器中,並修改名字作為 eth0,這個界面只在容器的命名空間可見;
  • 從橋接器可用位址段中取得一個未使用位址分配給容器的 eth0,並設定預設路由到橋接網卡 veth65f9。
完成這些之後,容器就可以使用 eth0 虛擬網卡來連接其他容器和其他網路。
可以在 docker run 的時候透過 --net 參數來指定容器的網路設定,有4個可選值:
  • --net=bridge 這個是預設值,連接到預設的橋接器。
  • --net=host 告訴 Docker 不要將容器網路放到隔離的命名空間中,即不要容器化容器內的網路。此時容器使用本地主機的網路,它擁有完全的本地主機界面存取權限。容器程式可以跟主機其它 root 程式一樣可以打開低範圍的連接埠,可以存取本地網路服務比如 D-bus,還可以讓容器做一些影響整個主機系統的事情,比如重啟主機。因此使用這個選項的時候要非常小心。如果進一步的使用 --privileged=true,容器會被允許直接設定主機的網路堆棧。
  • --net=container:NAME_or_ID 讓 Docker 將新建容器的程式放到一個已存在容器的網路堆疊中,新容器程式有自己的檔案系統、程式列表和資源限制,但會和已存在的容器共享 IP 位址和連接埠等網路資源,兩者程式可以直接透過 lo 迴路界面通信。
  • --net=none 讓 Docker 將新容器放到隔離的網路堆疊中,但是不進行網路設定。之後,使用者可以自己進行設定。

網路設定細節

使用者使用 --net=none 後,可以自行設定網路,讓容器達到跟平常一樣具有存取網路的權限。透過這個過程,可以了解 Docker 設定網路的細節。
首先,啟動一個 /bin/bash 容器,指定 --net=none 參數。
$ sudo docker run -i -t --rm --net=none base /bin/bash
root@63f36fc01b5f:/#
在本地主機查找容器的程式 id,並為它建立網路命名空間。
$ sudo docker inspect -f '{{.State.Pid}}' 63f36fc01b5f
2778
$ pid=2778
$ sudo mkdir -p /var/run/netns
$ sudo ln -s /proc/$pid/ns/net /var/run/netns/$pid
檢查橋接網卡的 IP 和子網遮罩訊息。
$ ip addr show docker0
21: docker0: ...
inet 172.17.42.1/16 scope global docker0
...
建立一對 “veth pair” 界面 A 和 B,綁定 A 到橋接器 docker0,並啟用它
$ sudo ip link add A type veth peer name B
$ sudo brctl addif docker0 A
$ sudo ip link set A up
將B放到容器的網路命名空間,命名為 eth0,啟動它並設定一個可用 IP(橋接網段)和預設網關。
$ sudo ip link set B netns $pid
$ sudo ip netns exec $pid ip link set dev B name eth0
$ sudo ip netns exec $pid ip link set eth0 up
$ sudo ip netns exec $pid ip addr add 172.17.42.99/16 dev eth0
$ sudo ip netns exec $pid ip route add default via 172.17.42.1
以上,就是 Docker 設定網路的具體過程。
當容器結束後,Docker 會清空容器,容器內的 eth0 會隨網路命名空間一起被清除,A 界面也被自動從 docker0 卸載。
此外,使用者可以使用 ip netns exec 命令來在指定網路命名空間中進行設定,從而設定容器內的網路。

留言

這個網誌中的熱門文章

2017通訊大賽「聯發科技物聯網開發競賽」決賽團隊29強出爐!作品都在11月24日頒獎典禮進行展示

2017通訊大賽「聯發科技物聯網開發競賽」決賽團隊29強出爐!作品都在11月24日頒獎典禮進行展示 LIS   發表於 2017年11月16日 10:31   收藏此文 2017通訊大賽「聯發科技物聯網開發競賽」決賽於11月4日在台北文創大樓舉行,共有29個隊伍進入決賽,角逐最後的大獎,並於11月24日進行頒獎,現場會有全部進入決賽團隊的展示攤位,總計約為100個,各種創意作品琳琅滿目,非常值得一看,這次錯過就要等一年。 「聯發科技物聯網開發競賽」決賽持續一整天,每個團隊都有15分鐘面對評審團做簡報與展示,並接受評審們的詢問。在所有團隊完成簡報與展示後,主辦單位便統計所有評審的分數,並由評審們進行審慎的討論,決定冠亞季軍及其他各獎項得主,結果將於11月24日的「2017通訊大賽頒獎典禮暨成果展」現場公佈並頒獎。 在「2017通訊大賽頒獎典禮暨成果展」現場,所有入圍決賽的團隊會設置攤位,總計約為100個,展示他們辛苦研發並實作的作品,無論是想觀摩別人的成品、了解物聯網應用有那些新的創意、尋找投資標的、尋找人才、尋求合作機會或是單純有興趣,都很適合花點時間到現場看看。 頒獎典禮暨成果展資訊如下: 日期:2017年11月24日(星期五) 地點:中油大樓國光廳(台北市信義區松仁路3號) 我要報名參加「2017通訊大賽頒獎典禮暨成果展」>>> 在參加「2017通訊大賽頒獎典禮暨成果展」之前,可以先在本文觀看各團隊的作品介紹。 決賽29強團隊如下: 長者安全救星 可隨意描繪或書寫之電子筆記系統 微觀天下 體適能訓練管理裝置 肌少症之行走速率檢測系統 Sugar Robot 賽亞人的飛機維修輔助器 iTemp你的溫度個人化管家 語音行動冰箱 MR模擬飛行 智慧防盜自行車 跨平台X-Y視覺馬達控制 Ironmet 菸消雲散 無人小艇 (Mini-USV) 救OK-緊急救援小幫手 穿戴式長照輔助系統 應用於教育之模組機器人教具 這味兒很台味 Aquarium Hub 發展遲緩兒童之擴增實境學習系統 蚊房四寶 車輛相控陣列聲納環境偵測系統 戶外團隊運動管理裝置 懷舊治療數位桌曆 SeeM智能眼罩 觸...
opencv4nodejs Asynchronous OpenCV 3.x Binding for node.js   122     2715     414   0   0 Author Contributors Repository https://github.com/justadudewhohacks/opencv4nodejs Wiki Page https://github.com/justadudewhohacks/opencv4nodejs/wiki Last Commit Mar. 8, 2019 Created Aug. 20, 2017 opencv4nodejs           By its nature, JavaScript lacks the performance to implement Computer Vision tasks efficiently. Therefore this package brings the performance of the native OpenCV library to your Node.js application. This project targets OpenCV 3 and provides an asynchronous as well as an synchronous API. The ultimate goal of this project is to provide a comprehensive collection of Node.js bindings to the API of OpenCV and the OpenCV-contrib modules. An overview of available bindings can be found in the  API Documentation . Furthermore, contribution is highly appreciated....

完形心理學!?讓我們了解“介面設計師”為什麼這樣設計

完形心理學!?讓我們了解“介面設計師”為什麼這樣設計 — 說服客戶與老闆、跟工程師溝通、強化設計概念的有感心理學 — 情況 1 : 為何要留那麼多空白? 害我還要滾動滑鼠(掀桌) 情況 2 : 為什麼不能直接用一頁展現? 把客戶的需求塞滿不就完工啦! (無言) 情況 3: 這種設計好像不錯,但是為什麼要這樣做? (直覺大神告訴我這樣設計,但我說不出來為什麼..) 雖然世界上有許多 GUI 已經走得又長又遠又厲害,但別以為這種古代人對話不會出現,一直以來我們只是習慣這些 GUI 被如此呈現,但為何要這樣設計我們卻不一定知道。 由於 完形心理學 歸納出人類大腦認知之普遍性的規則,因此無論是不是 UI/UX 設計師都很適合閱讀本篇文章。但還是想特別強調,若任職於傳統科技公司,需要對上說服老闆,需要平行說服(資深)工程師,那請把它收進最愛;而習慣套用設計好的 UI 套件,但不知道為何這樣設計的 IT 工程師,也可以透過本文來強化自己的產品說服力。 那就開始吧~(擊掌) 完形心理學,又稱作格式塔(Gestalt)心理學,於二十世紀初由德國心理學家提出 — 用以說明人類大腦如何解釋肉眼所觀察到的事物,並轉化為我們所認知的物件。它可說是現代認知心理學的基礎,其貫徹的概念就是「整體大於個體的總合 “The whole is other than the sum of the parts.” —  Kurt Koffka」。 若深究完整的理論將會使本文變得非常的艱澀,因此筆者直接抽取個人認為與 UI 設計較為相關的 7 個原則(如下),並搭配實際案例做說明。有興趣了解全部理論的話可以另外 Google。 1. 相似性 (Similarity)  — 我們的大腦會把相似的事物看成一體 如果數個元素具有類似的尺寸、體積、顏色,使用者會自動為它們建立起關聯。這是因為我們的眼睛和大腦較容易將相似的事物組織在一起。如下圖所示,當一連串方塊和一連串的圓形並排時,我們會看成(a)一列方塊和兩列圓形(b)一排圓形和兩排三角形。 對應用到介面設計上,FB 每則文章下方的按鈕圖標(按讚 Like / 留言Comment / 分享 Share)雖然功能各不相同,但由於它們在視覺上顏色、大小、排列上的相似性,用戶會將它們視認為...