Docker容器跨主机通信之：直接路由方式

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概述

就目前Docker自身默认的网络来说，单台主机上的不同Docker容器可以借助docker0网桥直接通信，这没毛病，而不同主机上的Docker容器之间只能通过在主机上用映射端口的方法来进行通信，有时这种方式会很不方便，甚至达不到我们的要求，因此位于不同物理机上的Docker容器之间直接使用本身的IP地址进行通信很有必要。再者说，如果将Docker容器起在不同的物理主机上，我们不可避免的会遭遇到Docker容器的跨主机通信问题。本文就来尝试一下。

情景构造

如下图所示，我们有两个物理主机1和主机2，我们在各自宿主机上启动一个centos容器，启动成功之后，两个容器分别运行在两个宿主机之上，默认的IP地址分配如图所示，这也是Docker自身默认的网络。

此时两台主机上的Docker容器如何直接通过IP地址进行通信？

一种直接想到的方案便是通过分别在各自主机中 添加路由 来实现两个centos容器之间的直接通信。我们来试试吧

方案原理分析

由于使用容器的IP进行路由，就需要避免不同主机上的容器使用了相同的IP，为此我们应该为不同的主机分配不同的子网来保证。于是我们构造一下两个容器之间通信的路由方案，如下图所示。

各项配置如下：

  • 主机1的IP地址为：192.168.145.128

  • 主机2的IP地址为：192.168.145.129

  • 为主机1上的Docker容器分配的子网：172.17.1.0/24

  • 为主机2上的Docker容器分配的子网：172.17.2.0/24

这样配置之后，两个主机上的Docker容器就肯定不会使用相同的IP地址从而避免了IP冲突。

我们接下来 定义两条路由规则 即可：

  • 所有目的地址为172.17.1.0/24的包都被转发到主机1上

  • 所有目的地址为172.17.2.0/24的包都被转发到主机2上

综上所述，数据包在两个容器间的传递过程如下：

  • 从container1 发往 container2 的数据包，首先发往container1的“网关”docker0，然后通过查找主机1的路由得知需要将数据包发给主机2，数据包到达主机2后再转发给主机2的docker0，最后由其将数据包转到container2中；反向原理相同，不再赘述。

我们心里方案想的是这样，接下来实践一下看看是否可行。

实际试验

  • 0x01. 分别对主机1和主机2上的docker0进行配置

编辑主机1上的 /etc/docker/daemon.json 文件，添加内容： "bip":"ip/netmask"

  1. { "bip", "172.17.1.252/24" }

编辑主机2上的 /etc/docker/daemon.json 文件，添加内容： "bip":"ip/netmask"

  1. { "bip", "172.17.2.252/24" }

  • 0x02. 重启docker服务

主机1和主机2上均执行如下命令重启docker服务以使修改后的docker0网段生效

  1. systemctl restart docker

  • 0x03. 添加路由规则

主机1上添加路由规则如下：

  1. route add -net 172.17.2.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.145.129

主机2上添加路由规则如下：

  1. route add -net 172.17.1.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.145.128

  • 0x04. 配置iptables规则

主机1上添加如下规则：

  1. iptables -t nat -F POSTROUTING
  2. iptables -t nat -A POSTROUTING -s 172.17.1.0/24 ! -d 172.17.0.0/16 -j MASQUERADE

主机2上添加如下规则：

  1. iptables -t nat -F POSTROUTING
  2. iptables -t nat -A POSTROUTING -s 172.17.2.0/24 ! -d 172.17.0.0/16 -j MASQUERADE

  • 0x05. 启动容器

主机1上启动centos容器：

  1. docker run -it --name container1 centos /bin/bash

主机2上启动centos容器：

  1. docker run -it --name container2 centos /bin/bash

  • 0x06. 容器间直接通信

好了，现在两容器可以互ping了

后记

本文探讨了局域网中不同宿主机间Docker容器直接通信的一种可能方案。当然现在实现跨主机容器间通信的现成方案也很多，典型的比如flannel这种，我的 个人私有云 也用的是这种方案。

如果有兴趣，也可以抽点时间看看作者一些关于容器化、微服务化方面的文章：

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