docker网络 macvlan

Posted 2022-03-04 leleyao

docker 还开发了另一个支持跨主机容器网络的 driver：macvlan。

macvlan 本身是 linxu kernel 模块，其功能是允许在同一个物理网卡上配置多个 MAC 地址，即多个 interface，每个 interface 可以配置自己的 IP。macvlan 本质上是一种网卡虚拟化技术，Docker 用 macvlan 实现容器网络就不奇怪了。

macvlan 的最大优点是性能极好，相比其他实现，macvlan 不需要创建 Linux bridge，而是直接通过以太 interface 连接到物理网络。下面我们就来创建一个 macvlan 网络。

准备测试环境

　　我们会使用 fdfs1 和 fdfs2 上单独的网卡 eth0 创建 macvlan。为保证多个 MAC 地址的网络包都可以从 eth0 通过，我们需要打开网卡的混杂模式

ip link set eth0 promisc on

[[email protected]-1 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:3e:3c:ef brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.16.6/24 brd 192.168.16.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::5054:ff:fe3e:3cef/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

在两台主机上分别执行以下命令，创建macvlan 网卡（由于我们kvm主机没有做vlan配置，macvlan 复刻host的ip配置）

docker network create -d macvlan --subnet=192.168.16.0/24 --gateway=192.168.16.1 -o parent=eth0 manet_1

启动两个 alpine 容器进行ping测试

[[email protected]1 ~]# docker run -d --network=manet_1 --ip=192.168.16.111 --name test1 alpine sleep 10000
58c9e529e491689b6b4f2b6dc6c58103b4b9b84a77db2df7047eb5513205f2d7
[[email protected]-2 ~]# docker run -d --network=manet_1 --ip=192.168.16.112 --name test2 alpine sleep 10000
d5e23bf52dd149259ff5fee8cd777c0cee40fb789bc507e10b2cc54813db9e0d

　[[email protected] ~]# docker exec test1 ping 192.168.16.112
  PING 192.168.16.112 (192.168.16.112): 56 data bytes
  64 bytes from 192.168.16.112: seq=0 ttl=64 time=0.370 ms
  64 bytes from 192.168.16.112: seq=1 ttl=64 time=0.364 ms
  64 bytes from 192.168.16.112: seq=2 ttl=64 time=0.439 ms

　

  [[email protected] ~]# docker exec test2 ping 192.168.16.111
  PING 192.168.16.111 (192.168.16.111): 56 data bytes
  64 bytes from 192.168.16.111: seq=0 ttl=64 time=1.418 ms
  64 bytes from 192.168.16.111: seq=1 ttl=64 time=0.403 ms
  64 bytes from 192.168.16.111: seq=2 ttl=64 time=0.409 ms

成功跨主机通信

 可见，容器的 eth0 就是 宿主机eth0 通过 macvlan 虚拟出来的 interface。容器的 interface 直接与主机的网卡连接，这种方案使得容器无需通过 NAT 和端口映射就能与外网直接通信（只要有网关），在网络上与其他独立主机没有区别。

 

macvlan 会独占主机的网卡，也就是说一个网卡只能创建一个 macvlan 网络

但主机的网卡数量是有限的，如何支持更多的 macvlan 网络

好在 macvlan 不仅可以连接到 interface（如 eth0），也可以连接到 sub-interface（如 eth0.xxx）。

VLAN 是现代网络常用的网络虚拟化技术，它可以将物理的二层网络划分成多达 4094 个逻辑网络，这些逻辑网络在二层上是隔离的，每个逻辑网络（即 VLAN）由 VLAN ID 区分，VLAN ID 的取值为 1-4094。

Linux 的网卡也能支持 VLAN（apt-get install vlan），同一个 interface 可以收发多个 VLAN 的数据包，不过前提是要创建 VLAN 的 sub-interface。

比如希望 eth0 同时支持 VLAN10 和 VLAN20，则需创建 sub-interface eth0.10 和 eth0.20。

在交换机上，如果某个 port 只能收发单个 VLAN 的数据，该 port 为 Access 模式，如果支持多 VLAN，则为 Trunk 模式，所以接下来实验的前提是：

eth0 要接在交换机的 trunk 口上。不过我们用的是 VirtualBox 虚拟机，则不需要额外配置了。