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五张图带你搞懂容器相聚的责任旨趣

发布日期:2022-06-18 17:02    点击次数:173

五张图带你搞懂容器相聚的责任旨趣

 

使用容器老是嗅觉像使用魔法相同。关于那些认知底层旨趣的人来说容器很好用,然则关于不睬解的人来说即是个恶梦。很红运的是,咱们如故酌量容器工夫很潜入,致使得胜揭秘容器只是鉴别并受限的 Linux 进度,运行容器并不需要镜像,以及另一个方面,构建镜像需要运行一些容器。

当今是时候处置容器相聚问题了。或者更准确地说,单主机容器相聚问题。本文会恢复这些问题:

 怎样凭空化相聚资源,让容器觉得我方领有独占相聚?  怎样让容器们和平共处,之间不会相互干预,而况大致互重复信?  安然器里面怎样拜访外部天下(比如,互联网)?  从外部天下怎样拜访某台机器上的容器呢(比如,端口发布)?

最终服从很澄莹,单主机容器相聚是已知的 Linux 功能的节略组合:

 相聚定名空间(namespace)  凭空 Ethernet开导(veth)  凭空相聚交换机(网桥)  IP路由和相聚地址翻译(NAT)

而况不需要任何代码就不错让这么的相聚魔法发生……

前提条目

淘气 Linux 刊行版都不错。本文的通盘例子都是在 vagrant CentOS 8 的凭空机上施行的: 

$ vagrant init centos/8   $ vagrant up   $ vagrant ssh   [vagrant@localhost ~]$ uname -a   Linux localhost.localdomain 4.18.0-147.3.1.el8_1.x86_64 

为了节略起见,本文使用容器化处置有缱绻(比如,Docker 或者 Podman)。咱们会重心先容基本见解,并使用最节略的器具来达到学习主张。

network 定名空间鉴别容器

Linux 相聚栈包括哪些部分?澄莹,是一系列相聚开导。还有别的吗?可能还包括一系列的路由轨则。而况不要健忘,netfilter hook,包括由iptables轨则界说的。

咱们不错快速创建一个并不复杂的剧本 inspect-net-stack.sh: 

#!/usr/bin/env bash   echo  "> Network devices"   ip link   echo -e "\n> Route table"   ip route   echo -e "\n> Iptables rules"   iptables --list-rules 

在运行剧本前,让咱们修改下 iptable rule:

$ sudo iptables -N ROOT_NS 

这之后,在机器上施行上头的剧本,输出如下: 

$ sudo ./inspect-net-stack.sh       > Network devices       1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00      2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000 link/ether 52:54:00:e3:27:77 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff       > Route table       default via 10.0.2.2 dev eth0 proto dhcp metric 100       10.0.2.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 10.0.2.15 metric 100       > Iptables rules       -P INPUT ACCEPT       -P FORWARD ACCEPT       -P OUTPUT ACCEPT       -N ROOT_NS 

咱们对这些输出感意思意思,因为要确保行将创建的每个容器都有各自孤苦的相聚栈。

你可能如故清爽了,用于容器鉴别的一个 Linux 定名空间是相聚定名空间(network namespace)。从 man ip-netns 不错看到,“相聚定名空间是相聚栈逻辑上的另一个副本,它有我方的路由,防火墙轨则和相聚开导。”为了简化起见,这是本文使用的独一的定名空间。咱们并莫得创建十足鉴别的容器,而是将范围放肆在相聚栈上。

创建相聚定名空间的一种措施是 ip 器具,它是 iproute2 的一部分: 

$ sudo ip netns add netns0   $ ip netns   netns0 

怎样使用刚才创建的定名空间呢?一个很好用的号召 nsenter。参加一个或多个特定的定名空间,然后施行指定的剧本: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0 bash       # 新建的 bash 进度在 netns0 里   $ sudo ./inspect-net-stack.sh       > Network devices 1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000      link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00       > Route table       > Iptables rules       -P INPUT ACCEPT       -P FORWARD ACCEPT       -P OUTPUT ACCEPT 

从上头的输出不错明晰地看到 bash 进度运行在 netns0 定名空间,这时看到的是十足不同的相聚栈。这里莫得路由轨则,莫得自界说的 iptables chain,唯有一个 loopback 的相聚开导。

使用凭空的 Ethernet 开导(veth)将容器赓续到主机上

淌若咱们无法和某个专有的相聚栈通讯,那么它看上去就没什么用。红运的是,Linux 提供了好用的器具——凭空 Ethernet开导。从 man veth 不错看到,“veth 开导是凭空 Ethernet 开导。他们不错手脚相聚定名空间之间的通道(tunnel),从而创建赓续到另一个定名空间里的物理相聚开导的桥梁,然则也不错手脚孤苦的相聚开导使用。”

凭空 Ethernet 开导频繁都成对出现。毋庸驰念,先看一下创建的剧本: 

$ sudo ip link add veth0 type veth peer name ceth0 

用这条节略的号召,咱们就不错创建一双互联的凭空 Ethernet 开导。默许遴荐了 veth0 和 ceth0 这两个称号。 

$ ip link   1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00   2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000    link/ether 52:54:00:e3:27:77 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff   5: ceth0@veth0: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 66:2d:24:e3:49:3f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff   6: veth0@ceth0: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000    link/ether 96:e8:de:1d:22:e0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 

创建的 veth0 和 ceth0 都在主机的相聚栈(也称为 root 相聚定名空间)上。将 netns0 定名空间赓续到 root 定名空间,需要将一个开导留在 root 定名空间,另一个挪到 netns0 里: 

$ sudo ip link set ceth0 netns netns0       # 列出通盘开导,不错看到 ceth0 如故从 root 栈里隐匿了      $ ip link 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000       link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00      2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000      link/ether 52:54:00:e3:27:77 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff      6: veth0@if5: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000       link/ether 96:e8:de:1d:22:e0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netns netns0 

一朝启用开导而况分派了合乎的 IP 地址,其中一个开导上产生的包会坐窝出当今其配对开导里,从而赓续起两个定名空间。从 root 定名空间启动: 

$ sudo ip link set veth0 up   $ sudo ip addr add 172.18.0.11/16 dev veth0  

然后是 netns0: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ip link set lo up   $ ip link set ceth0 up   $ ip addr add 172.18.0.10/16 dev ceth0   $ ip link   1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00   5: ceth0@if6: <BROADCAST,MULTICAST,UP,
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查验连通性: 

# 在 netns0 里 ping root 的 veth0    $ ping -c 2 172.18.0.11    PING 172.18.0.11 (172.18.0.11) 56(84) bytes of data.   64 bytes from 172.18.0.11: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.038 ms    64 bytes from 172.18.0.11: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.040 ms    --- 172.18.0.11 ping statistics ---    2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 58ms    rtt min/avg/max/mdev = 0.038/0.039/0.040/0.001 ms    # 离开 netns0   $ exit     # 在root定名空间里ping ceth0    $ ping -c 2 172.18.0.10    PING 172.18.0.10 (172.18.0.10) 56(84) bytes of data.    64 bytes from 172.18.0.10: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.073 ms    64 bytes from 172.18.0.10: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.046 ms    --- 172.18.0.10 ping statistics ---    2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 3ms    rtt min/avg/max/mdev = 0.046/0.059/0.073/0.015 ms 

同期,淌若尝试从 netns0 定名空间拜访其他地址,它是不不错得胜的: 

# 在 root 定名空间      $ ip addr show dev eth0      2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000       link/ether 52:54:00:e3:27:77 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff       inet 10.0.2.15/24 brd 10.0.2.255 scope global dynamic noprefixroute eth0     valid_lft 84057sec preferred_lft 84057sec      inet6 fe80::5054:ff:fee3:2777/64 scope link        valid_lft forever preferred_lft forever       # 记着这里 IP 是 10.0.2.15     $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0      # 尝试ping主机的eth0      $ ping 10.0.2.15      connect: Network is unreachable      # 尝试赓续外网     $ ping 8.8.8.8      connect: Network is unreachable 

这也很好认知。在 netns0 路由内外莫得这类包的路由。独一的 entry 是怎样到达 172.18.0.0/16 相聚: 

# 在netns0定名空间:       $ ip route       172.18.0.0/16 dev ceth0 proto kernel scope link src 172.18.0.10  

Linux 有好几种形势成立路由表。其中一种是平直从相聚接口上提炼路由。记着,定名空间创建后, netns0 里的路由表是空的。然则随后咱们添加了 ceth0 开导而况分派了IP地址 172.18.0.0/16。因为咱们使用的不是节略的 IP 地址,而是地址和子网掩码的组合,相聚栈不错从其中提炼出息由信息。主张地是 172.18.0.0/16 的每个相聚包都和会过 ceth0 开导。然则其他包会被丢弃。雷同的,root 定名空间也有了个新的路由: 

# 在root定名空间:       $ ip route       # ... 忽略无关行 ...       172.18.0.0/16 dev veth0 proto kernel scope link src 172.18.0.11 

这里,就不错恢复第一个问题了。咱们了解了怎样鉴别,凭空化而况赓续Linux相聚栈。

使用凭空相聚 switch(网桥)赓续容器

容器化思惟的驱能源是高效的资源分享。是以,一台机器上只运行一个容器并不常见。违反,最终主张是尽可能地在分享的环境上运行更多的鉴别进度。因此,淌若按照上述 veth 有缱绻,在并吞台主机上扬弃多个容器的话会发生什么呢?让咱们尝试添加第二个容器。 

# 从 root 定名空间       $ sudo ip netns add netns1       $ sudo ip link add veth1 type veth peer name ceth1       $ sudo ip link set ceth1 netns netns1       $ sudo ip link set veth1 up       $ sudo ip addr add 172.18.0.21/16 dev veth1       $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns1       $ ip link set lo up       $ ip link set ceth1 up       $ ip addr add 172.18.0.20/16 dev ceth1 

查验连通性: 

# 从 netns1 无法连通 root 定名空间!       $ ping -c 2 172.18.0.21       PING 172.18.0.21 (172.18.0.21) 56(84) bytes of data.       From 172.18.0.20 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable       From 172.18.0.20 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable       --- 172.18.0.21 ping statistics ---       2 packets transmitted, 0 received, +2 errors, 100% packet loss, time 55ms pipe 2       # 然则路由是存在的!       $ ip route       172.18.0.0/16 dev ceth1 proto kernel scope link src 172.18.0.20       # 离开 netns1      $ exit        # 从 root 定名空间无法连通 netns1       $ ping -c 2 172.18.0.20       PING 172.18.0.20 (172.18.0.20) 56(84) bytes of data.       From 172.18.0.11 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable       From 172.18.0.11 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable   --- 172.18.0.20 ping statistics ---   2 packets transmitted, 0 received, +2 errors, 100% packet loss, time 23ms pipe 2       # 从netns0不错连通 veth1       $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0       $ ping -c 2 172.18.0.21       PING 172.18.0.21 (172.18.0.21) 56(84) bytes of data.       64 bytes from 172.18.0.21: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.037 ms       64 bytes from 172.18.0.21: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.046 ms       --- 172.18.0.21 ping statistics ---       2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 33ms       rtt min/avg/max/mdev = 0.037/0.041/0.046/0.007 ms       # 然则仍然无法连通 netns1       $ ping -c 2 172.18.0.20       PING 172.18.0.20 (172.18.0.20) 56(84) bytes of data.     From 172.18.0.10 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable       From 172.18.0.10 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable       --- 172.18.0.20 ping statistics ---       2 packets transmitted, 0 received, +2 errors,超薄白丝班长自慰流白浆 100% packet loss, time 63ms pipe 2 

晕!有场所出错了……netns1 有问题。它无法赓续到 root,而况从 root 定名空间里也无法拜访到它。然则,因为两个容器都在交流的 IP 网段 172.18.0.0/16 里,从 netns0 容器不错拜访到主机的 veth1。

这里花了些时辰来找到原因,不外很澄莹遭遇的是路由问题。先查一下 root 定名空间的路由表: 

$ ip route       # ... 忽略无关行... #       172.18.0.0/16 dev veth0 proto kernel scope link src 172.18.0.11       172.18.0.0/16 dev veth1 proto kernel scope link src 172.18.0.21 

在添加了第二个 veth 对之后,root 的相聚栈清爽了新路由 172.18.0.0/16 dev veth1 proto kernel scope link src 172.18.0.21,然则之前如故存在该相聚的路由了。当第二个容器尝试 ping veth1 时,选中的是第一个路由轨则,这导致相聚无法连通。淌若咱们删除第一个路由 sudo ip route delete 172.18.0.0/16 dev veth0 proto kernel scope link src 172.18.0.11,然后重新查验连通性,应该就莫得问题了。netns1 不错连通,然则 netns0 就不行了。

淌若咱们为 netns1 遴荐其他的网段,应该就都不错连通。然则,多个容器在并吞个 IP 网段上应该是合理的使用场景。因此,咱们需要出动 veth 有缱绻。

别忘了还有 Linux 网桥——另一种凭空化相聚工夫!Linux 网桥作用雷同于相聚 switch。它会在赓续到其上的接口间转发相聚包。而况因为它是 switch,它是在 L2 层完成这些转发的。

试试这个器具。然则领先,需要断根已有树立,因为之前的一些建设当今不再需要了。删除相聚定名空间: 

$ sudo ip netns delete netns0   $ sudo ip netns delete netns1   $ sudo ip link delete veth0   $ sudo ip link delete ceth0   $ sudo ip link delete veth1   $ sudo ip link delete ceth1 

快速重建两个容器。珍重,咱们莫得给新的veth0和veth1开导分派任何IP地址: 

$ sudo ip netns add netns0   $ sudo ip link add veth0 type veth peer name ceth0   $ sudo ip link set veth0 up   $ sudo ip link set ceth0 netns netns0   $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ip link set lo up   $ ip link set ceth0 up   $ ip addr add 172.18.0.10/16 dev ceth0   $ exit   $ sudo ip netns add netns1   $ sudo ip link add veth1 type veth peer name ceth1  $ sudo ip link set veth1 up   $ sudo ip link set ceth1 netns netns1   $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns1   $ ip link set lo up   $ ip link set ceth1 up   $ ip addr add 172.18.0.20/16 dev ceth1  $ exit 

确保主机上莫得新的路由: 

$ ip route   default via 10.0.2.2 dev eth0 proto dhcp metric 100   10.0.2.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 10.0.2.15 metric 100 

终末创建网桥接口: 

$ sudo ip link add br0 type bridge   $ sudo ip link set br0 up 

将veth0和veth1接到网桥上: 

$ sudo ip link set veth0 master br0   $ sudo ip link set veth1 master br0 

查验容器间的连通性: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ping -c 2 172.18.0.20   PING 172.18.0.20 (172.18.0.20) 56(84) bytes of data.  64 bytes from 172.18.0.20: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.259 ms   64 bytes from 172.18.0.20: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.051 ms   --- 172.18.0.20 ping statistics ---   2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 2ms   rtt min/avg/max/mdev = 0.051/0.155/0.259/0.104 ms  $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns1   $ ping -c 2 172.18.0.10   PING 172.18.0.10 (172.18.0.10) 56(84) bytes of data.   64 bytes from 172.18.0.10: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.037 ms  64 bytes from 172.18.0.10: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.089 ms   --- 172.18.0.10 ping statistics ---   2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 36ms   rtt min/avg/max/mdev = 0.037/0.063/0.089/0.026 ms 

太好了!责任得很好。用这种新有缱绻,咱们根蒂不需要建设 veth0 和 veth1。只需要在 ceth0 和 ceth1 端点分派两个 IP 地址。然则因为它们都赓续在交流的 Ethernet上(记着,它们赓续到凭空 switch上),之间在 L2 层是连通的: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ip neigh   172.18.0.20 dev ceth0 lladdr 6e:9c:ae:02:60:de STALE   $ exit   $ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns1   $ ip neigh   172.18.0.10 dev ceth1 lladdr 66:f3:8c:75:09:29 STALE   $ exit 

太好了,咱们学习了怎样将容器造成友邻,让它们互不干预,然则又不错连通。

赓续外部天下( IP 路由和地址伪装(masquerading))

容器间不错通讯。然则它们能和主机,比如root定名空间,通讯吗? 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ping 10.0.2.15 # eth0 address   connect: Network is unreachable 

这里很澄莹,netns0 莫得路由: 

$ ip route   172.18.0.0/16 dev ceth0 proto kernel scope link src 172.18.0.10  

root 定名空间弗成和容器通讯: 

# 领先使用 exit 离开netns0:   $ ping -c 2 172.18.0.10   PING 172.18.0.10 (172.18.0.10) 56(84) bytes of data.   From 213.51.1.123 icmp_seq=1 Destination Net Unreachable   From 213.51.1.123 icmp_seq=2 Destination Net Unreachable   --- 172.18.0.10 ping statistics ---   2 packets transmitted, 0 received, +2 errors, 100% packet loss, time 3ms   $ ping -c 2 172.18.0.20   PING 172.18.0.20 (172.18.0.20) 56(84) bytes of data.   From 213.51.1.123 icmp_seq=1 Destination Net Unreachable   From 213.51.1.123 icmp_seq=2 Destination Net Unreachable   --- 172.18.0.20 ping statistics ---   2 packets transmitted, 0 received, +2 errors, 100% packet loss, time 3ms 

要成立 root 和容器定名空间的连通性,咱们需要给网桥相聚接口分派 IP 地址: 

$ sudo ip addr add 172.18.0.1/16 dev br0 

一朝给网桥相聚接口分派了 IP 地址,在主机的路由内外就会多一条路由: 

$ ip route   # ...忽略无关行 ...   172.18.0.0/16 dev br0 proto kernel scope link src 172.18.0.1   $ ping -c 2 172.18.0.10   PING 172.18.0.10 (172.18.0.10) 56(84) bytes of data.   64 bytes from 172.18.0.10: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.036 ms   64 bytes from 172.18.0.10: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.049 ms   --- 172.18.0.10 ping statistics ---   2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 11ms   rtt min/avg/max/mdev = 0.036/0.042/0.049/0.009 ms   $ ping -c 2 172.18.0.20   PING 172.18.0.20 (172.18.0.20) 56(84) bytes of data.   64 bytes from 172.18.0.20: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.059 ms   64 bytes from 172.18.0.20: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.056 ms   --- 172.18.0.20 ping statistics ---   2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 4ms   rtt min/avg/max/mdev = 0.056/0.057/0.059/0.007 ms 

容器可能也不错 ping 网桥接口,然则它们如故无法赓续到主机的 eth0。需要为容器添加默许的路由: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ip route add default via 172.18.0.1   $ ping -c 2 10.0.2.15   PING 10.0.2.15 (10.0.2.15) 56(84) bytes of data.   64 bytes from 10.0.2.15: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.036 ms   64 bytes from 10.0.2.15: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.053 ms   --- 10.0.2.15 ping statistics ---   2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 14ms   rtt min/avg/max/mdev = 0.036/0.044/0.053/0.010 ms       # 为`netns1`也做上述建设 

这个蜕变基本上把主机造成了路由,而况网桥接口造成了容器间的默许网关。

很好,咱们将容器赓续到 root 定名空间上。当今,络续尝试将它们赓续到外部天下。Linux 上默许 disable 了相聚包转发(比如,路由功能)。咱们需要先启用这个功能: 

# 在 root 定名空间   sudo bash -c 'echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward'  

再次查验连通性: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ping 8.8.8.8  # hung住了... 

如故不责任。那处弄错了呢?淌若容器不错向外部发包,那么主张就业器无法将包发还容器,因为容器的IP地址是出奇的,阿谁特定 IP 的路由轨则唯有腹地相聚清爽。而况有好多容器分享的是十足交流的出奇IP地址 172.18.0.10。这个问题的处置措施称为相聚地址翻译(NAT)。在到达外部相聚之前,容器发出的包会将源IP地址替换为主机的外部相聚地址。主机还会追踪通盘已有的映射,会在将包转发还容器之前收复之前被替换的 IP 地址。听上去很复杂,然则有一个好音问!iptables 模块让咱们只需要一条号召就不错完成这一切: 

$ sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -s 172.18.0.0/16 ! -o br0 -j MASQUERADE 

号召相配节略。在 nat 内外添加了一条 POSTROUTING chain 的新路由,会替换伪装通盘源于 172.18.0.0/16 相聚的包,然则欠亨过网桥接口。

查验连通性: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ ping -c 2 8.8.8.8 PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.   64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=61 time=43.2 ms   64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=61 time=36.8 ms   --- 8.8.8.8 ping statistics ---   2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 2ms   rtt min/avg/max/mdev = 36.815/40.008/43.202/3.199 ms 

要清爽这里咱们用的默许战略——允许通盘流量,这在实在的环境里是相配危急的。主机的默许 iptables 战略是ACCEPT: 

sudo iptables -S   -P INPUT ACCEPT   -P FORWARD ACCEPT   -P OUTPUT ACCEPT 

Docker 默许放肆通盘流量,随后只是为已知的旅途启用路由。

如下是在 CentOS 8 机器上,单个容器败露了端口 5005 时,由 Docker daemon 生成的轨则: 

$ sudo iptables -t filter --list-rules   -P INPUT ACCEPT   -P FORWARD DROP   -P OUTPUT ACCEPT   -N DOCKER   -N DOCKER-ISOLATION-STAGE-1   -N DOCKER-ISOLATION-STAGE-2   -N DOCKER-USER   -A FORWARD -j DOCKER-USER   -A FORWARD -j DOCKER-ISOLATION-STAGE-1   -A FORWARD -o docker0 -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT  -A FORWARD -o docker0 -j DOCKER   -A FORWARD -i docker0 ! -o docker0 -j ACCEPT   -A FORWARD -i docker0 -o docker0 -j ACCEPT   -A DOCKER -d 172.17.0.2/32 ! -i docker0 -o docker0 -p tcp -m tcp --dport 5000 -j ACCEPT   -A DOCKER-ISOLATION-STAGE-1 -i docker0 ! -o docker0 -j DOCKER-ISOLATION-STAGE-2   -A DOCKER-ISOLATION-STAGE-1 -j RETURN   -A DOCKER-ISOLATION-STAGE-2 -o docker0 -j DROP   -A DOCKER-ISOLATION-STAGE-2 -j RETURN   -A DOCKER-USER -j RETURN   $ sudo iptables -t nat --list-rules   -P PREROUTING ACCEPT   -P INPUT ACCEPT   -P POSTROUTING ACCEPT   -P OUTPUT ACCEPT   -N DOCKER   -A PREROUTING -m addrtype --dst-type LOCAL -j DOCKER   -A POSTROUTING -s 172.17.0.0/16 ! -o docker0 -j MASQUERADE   -A POSTROUTING -s 172.17.0.2/32 -d 172.17.0.2/32 -p tcp -m tcp --dport 5000 -j MASQUERADE  -A OUTPUT ! -d 127.0.0.0/8 -m addrtype --dst-type LOCAL -j DOCKER   -A DOCKER -i docker0 -j RETURN   -A DOCKER ! -i docker0 -p tcp -m tcp --dport 5005 -j DNAT --to-destination 172.17.0.2:5000   $ sudo iptables -t mangle --list-rules   -P PREROUTING ACCEPT   -P INPUT ACCEPT   -P FORWARD ACCEPT   -P OUTPUT ACCEPT   -P POSTROUTING ACCEPT   $ sudo iptables -t raw --list-rules   -P PREROUTING ACCEPT   -P OUTPUT ACCEPT 
让外部天下不错拜访容器(端口发布)

众人都清爽不错将容器端口发布给一些(或者通盘)主机的接口。然则端口发布到底是什么神往呢?

假定容器内运行着就业器: 

$ sudo nsenter --net=/var/run/netns/netns0   $ python3 -m http.server --bind 172.18.0.10 5000 

淌若咱们试着从主机上发送一个HTTP央求到这个就业器,一切都责任得很好(root定名空间和通盘容器接口之间有贯穿,诚然不错赓续得胜): 

# 从 root 定名空间   $ curl 172.18.0.10:5000   <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"  "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">   # ... 忽略无关行 ... 

然则,淌若要从外部拜访这个就业器,应该使用哪个IP呢?咱们清爽的独一 IP 是主机的外部接口地址 eth0: 

$ curl 10.0.2.15:5000   curl: (7) Failed to connect to 10.0.2.15 port 5000: Connection refused  

因此,咱们需要找到措施,大致将到达主机 eth0 5000端口的通盘包转发到主张地 172.18.0.10:5000。又是i ptables来维护! 

# 外部流量        sudo iptables -t nat -A PREROUTING -d 10.0.2.15 -p tcp -m tcp --dport 5000 -j DNAT --to-destination 172.18.0.10:5000       # 腹地流量 (因为它莫得通过 PREROUTING chain)       sudo iptables -t nat -A OUTPUT -d 10.0.2.15 -p tcp -m tcp --dport 5000 -j DNAT --to-destination 172.18.0.10:5000  

另外,需要让iptables大致在桥接相聚上截获流量:

sudo modprobe br_netfilter 

测试: 

curl 10.0.2.15:5000   <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"  "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">        # ... 忽略无关行 ... 
认知 Docker 相聚驱动

咱们不错何如使用这些常识呢?比如,不错试着认知 Docke r相聚花式[1]。

从 --network host 花式启动。试着相比一下号召 ip link 和 sudo docker run -it --rm --network host alpine ip link 的输出。它们险些相同!在 host 花式下,Docker 节略地莫得使用相聚定名空间鉴别,容器就在 root 相聚定名空间里责任,而况和主机分享相聚栈。

下一个花式是--network none。sudo docker run -it --rm --network host alpine ip link 的输出唯有一个  loopback 相聚接口。这和之前创建的相聚定名空间,莫得添加 veth 开导前很相似。

终末是 --network bridge(默许)花式。这恰是咱们前文尝试创建的花式。众人不错试试ip 和iptables号召,划分从主机和容器的角度细察一下相聚栈。

rootless 容器和相聚

Podman 容器治理器的一个很好的特质是温雅于 rootless 容器。然则,你可能珍重到,本文使用了好多 sudo 号召。阐述,莫得 root 权限无法建设相聚。Podman 在 root 相聚上的有缱绻[2] 和Docker相配相似。然则在 rootless 容器上,Podman 使用了  slirp4netns[3] 神气:

从 Linux 3.8 启动,非特权用户不错创建 user_namespaces(7) 的同期创建 network_namespaces(7)。然则,非特权相聚定名空间并不是很有效,因为在主机和相聚定名空间之间创建 veth(4) 仍然需要root权限

slirp4netns 不错用十足非特权的形势将相聚定名空间赓续到 Internet 上,通过相聚定名空间里的一个TAP开导赓续到用户态的TCP/IP栈(slirp)。

rootless 相聚是很有限的:“从工夫上说,容器自己莫得 IP 地址,因为莫得 root 权限,无法杀青相聚开导的关系。另外,从 rootless 容器 ping 是不会责任的,因为它贫乏 CAP_NET_RAW 安全才调,而这是 ping 号召必需的。”然则它仍然比十足莫得赓续要好。

论断

本文先容的组织容器相聚的有缱绻只是是可能有缱绻的一种(可能是最为无为使用的一种)。还有好多别的形势,由官方或者第三方插件杀青,然则通盘这些有缱绻都严重依赖于 Linux 相聚凭空化工夫[4]。因此,容器化不错觉得是一种凭空化工夫。