Docker-Bridge Network 02 容器與外部通信

Docker-Bridge Network 02 容器與外部通信

本小節介紹bridge network模式下，容器與外部的通信。

1.前言2.容器通路外部2.1 通路外網2.2 原理2.3 一張圖總結2.4 抓包3.外部通路容器3.1 建立nginx容器并從外部通路3.2 原理3.3 一張圖總結3.4 抓包3.5 docker-proxy4.小結

1.前言

上一節介紹了容器之間的通信過程。容器中部署了服務，我們肯定要從外部去通路這個服務，那麼，容器如何與外部進行通信呢？

2.容器通路外部

這一節，我們仍然使用bbox1容器進行實驗。首先要確定虛拟機Host1能通路外網。在“準備Docker環境”那一節，介紹了虛拟機如何直接ping通百度。

要說明一點，外部網絡不一定指網際網路，外部與内部是相對的概念。隻要是容器網絡以外的網絡，都可以稱作外部網絡，比如Host1所在的網絡。

2.1 通路外網

[root@docker1 ~]# docker exec -it bbox1 sh

/ # ping www.baidu.com

PING www.baidu.com (180.101.49.11): 56 data bytes

64 bytes from 180.101.49.11: seq=0 ttl=51 time=21.308 ms

64 bytes from 180.101.49.11: seq=1 ttl=51 time=24.613 ms

2.2 原理

回顧一下目前容器的網絡連接配接情況：

我們試着分析一下，bbox1發出ping包，根據bbox1的路由表，封包被送到了docker0。那docker0和enp0s3是怎麼連接配接的呢？

Linux本身就有路由轉發功能，是以其實linux系統本身可以作為一個路由器。執行指令cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward，能看到ip_forward=1，說明系統開啟了路由轉發。

那麼docker0發出資料包後，應該是根據Host的路由表進行轉發。而Host的預設路由是指向enp0s3的，是以enp0s3收到了資料包。

我個人了解，此時enp0s3上資料包的源IP是bbox1的，目的IP是baidu，應該是能夠到達baidu的；但是在baidu發回應答包的時候，它不知道這個私網IP在哪，通過任何一級路由都找不到，是以enp0s3這裡發出封包前就得進行SNAT。

具體回包過程我不太明白，有明白的同學麻煩具體解釋一下，感謝。

說到SNAT，就必須得提到Linux核心的大殺器——IPtables了。

在虛拟機中執行iptables -t nat -vnL，檢視nat表。

Chain POSTROUTING (policy ACCEPT 21 packets, 1479 bytes)

 pkts bytes target     prot opt in   out      source            destination         

    3   202 MASQUERADE  all  --  *   !docker0  172.17.0.0/16     0.0.0.0/0 

docker0發出封包後會經過linux核心的路由轉發，到達enp0s3。而到達enp0s3之前，會經過iptables的POSTROUTING鍊進行SNAT，就是上面這條規則。大意是指把源IP為172.17.0.0/16、目的IP任意的封包，進行MASQUERADE（僞裝），也就是SNAT，即把源IP和MAC替換，替換成路由選擇之後的enp0s3的IP和MAC。

2.3 一張圖總結

bbox1 ping 百度，封包發往docker0；

docker0發出封包，經過核心的路由轉發和SNAT處理，将封包的源IP及MAC換成了enp0s3的IP和MAC，到達enp0s3；

enp0s3發出封包，通路百度。

2.4 抓包

目前網絡裝置及位址如下：

裝置 IP MAC

容器bbox1 172.17.0.2 02:42:ac:11:00:02

網橋docker0 172.17.0.1 02:42:a8:64:6c:32

虛拟機網卡enp0s3 192.168.0.11 08:00:27:70:b6:ef

在bbox1内部執行ping www.baidu.com

在docker0上抓包：

[root@docker1 ~]# tcpdump -nei docker0 icmp

listening on docker0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes

12:49:11.669684 02:42:ac:11:00:02 > 02:42:a8:64:6c:32, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 172.17.0.2 > 180.101.49.11: ICMP echo request, id 9728, seq 0, length 64

12:49:11.697374 02:42:a8:64:6c:32 > 02:42:ac:11:00:02, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 180.101.49.11 > 172.17.0.2: ICMP echo reply, id 9728, seq 0, length 64

在enp0s3上抓包：

[root@docker1 ~]# tcpdump -nei enp0s3 icmp

listening on enp0s3, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes

12:49:11.669700 08:00:27:70:b6:ef > 48:0e:ec:3b:b3:41, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 192.168.0.11 > 180.101.49.11: ICMP echo request, id 9728, seq 0, length 64

12:49:11.697340 48:0e:ec:3b:b3:41 > 08:00:27:70:b6:ef, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 180.101.49.11 > 192.168.0.11: ICMP echo reply, id 9728, seq 0, length 64

從enp0s3的封包可以看出，源IP和MAC已經是enp0s3的了。

3.外部通路容器

3.1 建立nginx容器并從外部通路

建立一個nginx容器，執行docker run -it -d --name=nginx01 -p 8081:80 nginx該指令将容器的80端口映射到主機的8081端口。

從本虛拟機上curl 127.0.0.1:8081，能傳回nginx歡迎資訊。從另一台虛拟機上curl 192.168.0.11:8081，也能傳回nginx歡迎資訊。說明外部網絡能通路nginx容器。

3.2 原理

使用了IPtables的DNAT功能。

執行iptables -t nat -vnL檢視IPtables規則，可以發現目的端口8081被替換為172.17.0.4:80。

Chain DOCKER (2 references)

 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

    0     0 RETURN     all  --  docker0 *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           

    0     0 DNAT       tcp  --  !docker0 *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:8081 to:172.17.0.4:80

3.3 一張圖總結

在Host2裡面curl 192.168.0.11:8081，封包到達Host1的enp0s3；

Host1的enp0s3發出封包後，經由核心的轉發及DNAT處理，将目的IP替換成nginx01的IP和端口；

docker0收到封包後，根據目的mac找到對應端口，送出封包到nginx01。

3.4 抓包

使用tcpdump，在Host1的網卡及docker0上抓包驗證。

Host1的enp0s3

[root@docker1 ~]# tcpdump -nei enp0s3 tcp port 8081

13:25:14.725366 08:00:27:d4:6f:d1 > 08:00:27:70:b6:ef, ethertype IPv4 (0x0800), length 74: 192.168.0.12.48392 > 192.168.0.11.tproxy: Flags [S], seq 1433025043, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 4294829465 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

13:25:14.725559 08:00:27:70:b6:ef > 08:00:27:d4:6f:d1, ethertype IPv4 (0x0800), length 74: 192.168.0.11.tproxy > 192.168.0.12.48392: Flags [S.], seq 404119170, ack 1433025044, win 28960, options [mss 1460,sackOK,TS val 59419808 ecr 4294829465,nop,wscale 7], length 0

Host1的docker0

[root@docker1 ~]# tcpdump -nei docker0 tcp

13:26:07.014766 02:42:a8:64:6c:32 > 02:42:ac:11:00:04, ethertype IPv4 (0x0800), length 74: 192.168.0.12.48396 > 172.17.0.4.http: Flags [S], seq 1839700092, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 4294881751 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

13:26:07.015357 02:42:ac:11:00:04 > 02:42:a8:64:6c:32, ethertype IPv4 (0x0800), length 74: 172.17.0.4.http > 192.168.0.12.48396: Flags [S.], seq 3312305882, ack 1839700093, win 28960, options [mss 1460,sackOK,TS val 59472098 ecr 4294881751,nop,wscale 7], length 0

可以看出，docker0上收到的封包，目的IP及MAC已經是nginx01的了。

3.5 docker-proxy

注意：對于外部通路容器，除了iptables DNAT處理外，還有一種方式docker-proxy。網上很多文章寫得并不全面，隻說了docker-proxy。其實通過上面的分析，隻通過DNAT就可以完成外部通路容器了，那docker-proxy什麼時候起作用呢？

[root@docker1 ~]# ps -ef|grep proxy

root      4073   927  0 13:07 ?        00:00:00 /usr/bin/docker-proxy -proto tcp -host-ip 0.0.0.0 -host-port 8081 -container-ip 172.17.0.4 -container-port 80

root      4143  1521  0 13:32 pts/0    00:00:00 grep --color=auto proxy

檢視程序可以發現，我們的host上也開啟了docker-proxy，将host的0.0.0.0:8081轉發到容器172.17.0.4:80。

關于docker-proxy和DNAT何時起作用，有一篇文章分析的很好，分享給大家《docker-proxy存在合理性分析》。

4.小結

容器通路外部，由iptables SNAT實作

外部通路容器，由iptables DNAT實作，另外在一些場景下，通過docker-proxy進行轉發

原文位址

https://www.cnblogs.com/sunqingliang/p/12731601.html