Docker网络与Iptables浅析

Posted 2023-03-28

参考技术A

了解 Docker 网络模式，Docker 如何操作 iptables 以实现网络端口映射，使用 iptables 控制主机网络流量规则。

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，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 vethxxx 这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到 docker0 网桥中。 bridge 模式是 docker 的默认网络模式，不写 –net 参数，就是 bridge 模式。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 -vnL 查看。

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。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。

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，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。

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。需要我们自己为 Docker 容器添加网卡、配置 IP 等。

iptables 通过3个 chain（INPUT,FORWARD,OUTPUT）即可完成对网络流量的控制，其屏蔽了底层操作 netfilter 的细节，常用案例：

使用 iptables -L 可以查看已设置的规则， iptables -D 可以删除规则，iptables 命令执行完是即时生效的，但是如果主机重启，已设置的规则就会丢失，这里可以使用 iptables-save 和 iptables-restore 。

iptables-save 将现有规则保存成文件，iptables-restore 从文件中恢复规则。

该命令执行后，docker 会在 iptables 自定义链 DOCKER 中定义转发规则，如果此时系统的 net.ipv4.ip_forward 为0，该命令执行完会提示：WARNING: IPv4 forwarding is disabled. Networking will not work，只需打开该配置就行了，无需重启容器。

此时查看 DOCKER 链可以看到添加了一条允许所有来源转发到6379端口的流量，用 redis-cli 也可以顺利连上，如果我们手动执行:

发现现在 redis-cli 连不上了~ 将命令中的 -I 换成 -D 删除即可。

开发中，经常会遇到容器里面放问宿主机的情况，除了使用 host.docker.internal 之外，还可以配置 extra_hosts 解决，因为 docker0 与 宿主机是相通的，直接用 ifconfig 查看宿主机 en0 网卡的ip地址，配置到 extra_hosts 即可，如：

iptables 在 centos 系列正在逐渐被 firewalld 替换，firewalld 底层也是操作的 iptables ，在同时操作这两个工具的时候就容易出现互相覆盖影响的情况，建议两个不要同时使用，使用其一即可。