【Docker从入门到入土 2】Docker数据管理、网络通信和网络模式 1.0

一、Docker网络模式（面试高频）

1.1 Docker 网络实现原理

Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默认网关。

在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的 Container-IP 直接通信。

Docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过 Container-IP 访问到容器。

如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主主机（端口映射），即 docker run 创建容器时候通过 -p 或 -P 参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。

1.2 host模式

容器和宿主机共享网络命名空间，即容器和宿主机使用同一个IP、端口范围(容器与宿主机/同模式的容器不可以相同的端口号)、路由、iptables规则等

docker run --network=host
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1.3 container模式

和指定且已存在的容器共享网络命名空间，即两个使用同一个IP、端口范围(容器与宿主机/同模式的容器不可以相同的端口号)、路由、iptables规则等

docker run --network=container:指定的容器ID|容器名
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1.4 none模式

每个容器都有独立的网络命名空间，但是容器没有eth0网卡、IP、端口等，只有lo网卡。

docker run --network=none
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1.5 bridge模式

docker的默认网络模式。

此模式的每个容器都要独立的网络命名空间，即每个容器都有独立的IP、端口范围(每个容器可以相同的端口号)、路由、iptables规则等。

docker run [--network=bridge]
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1.6 自定义网络

可以自定义创建一个网段、网桥、网络模式，从而可自定义容器IP来创建容器

docker network create --subnet 新网段 --opt "com.docker.network.bridge.name"="新网桥名" 新网络模式名

docker run --network 新网络模式名 --ip 自定义IP
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二、Docker网络通信

2.1 端口映射

在启动容器的时候，如果不指定对应的端口，在容器外是无法通过网络来访问容器内的服务。

端口映射机制将容器内的服务提供给外部网络访问，实质上就是将宿主机的端口映射到容器中，使得外部网络访问宿主机的端口便可访问容器内的服务。

docker run  -d  -P       #使用从32768开始的随机端口映射容器

docker run -p 宿主机端口:容器端点       #指定宿主机端口映射容器
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docker run -d --name test1 -P nginx					#随机映射端口（从32768开始）

docker run -d --name test2 -p 43000:80 nginx		#指定映射端口

docker ps -a
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#浏览器访问
http://192.168.2.106:43000
http://192.168.2.106:49170
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#查看容器的输出和日志信息
docker logs 容器的ID/名称
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2.2 容器互联

容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。

简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

#创建并运行源容器取名web1
docker run -itd -P --name web1 centos:7 /bin/bash	
	
#创建并运行接收容器取名web2，使用--link选项指定连接容器以实现容器互联
docker run -itd -P --name web2 --link web1:web1 centos:7 /bin/bash			
#--link 容器名:连接的别名
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#进web2 容器， ping web1
docker exec -it web2 bash
ping web1
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三、Docker资源控制

3.1 Cgroup简介

Docker 通过 Cgroup 来控制容器使用的资源配额，包括 CPU、内存、磁盘三大方面， 基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制。

Cgroup 是 ControlGroups 的缩写，是 Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源(如 CPU、内存、磁盘 IO 等等) 的机制，被 LXC、docker 等很多项目用于实现进程资源控制。

Cgroup 本身是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构，I/O 或内存的分配控制等具体的资源管理是通过该功能来实现的。

3.2 CPU资源控制

3.2.1 设置CPU使用率上限

设置单个容器进程能够使用的CPU使用率上限

docker run --cpu-period 单个CPU调度周期时间(1000~1000000) 
           --cpu-quota 容器进程能够使用的最大CPU时间(>=1000)
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3.2.2设置CPU资源占用比

设置多个容器时才有效。

docker run --cpu-shares 容器进程最大占用的份额(值为1024的倍数)
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3.2.3 设置容器绑定指定的CPU

docker run --cpuset-cpus CPUID1[,CPUID2...]
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3.3 对内存使用的限制

设置容器能够使用的内存和swap的大小
docker run -m 内存大小 --memory-swap 内存和swap的总大小
                                     设置 -1，代表不限制swap的大小，宿主机有多少容器即可用多少
									 设置 0或者不设置，代表swap为内存的2倍
									 设置 与 -m相同的值，代表不使用swap
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3.4 对biko（磁盘I/O配额控制）的限制

docker run --device-read-bps   磁盘设备文件路径:速率           限制容器在某个磁盘上读的速率
           --device-write-bps  磁盘设备文件路径:速率           限制容器在某个磁盘上写的速率
		   --device-read-iops  磁盘设备文件路径:次数           限制容器在某个磁盘上读的次数
		   --device-write-iops 磁盘设备文件路径:次数           限制容器在某个磁盘上写的次数
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四、Docker的数据管理

管理 Docker 容器中数据主要有两种方式：数据卷（Data Volumes）和数据卷容器（DataVolumes Containers）。

4.1 数据卷

docker run -v 挂载目录:数据卷(容器挂载点) 
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数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。

可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。

数据卷的使用类似于 Linux 下对目录进行的 mount 操作。

docker pull centos:7
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注意：宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。

如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。

#宿主机目录/var/www 挂载到容器中的/data1。
docker run -v /var/www:/data1 --name web3 -it centos:7 /bin/bash			#-v 选项可以在容器内创建数据卷
ls
echo "this is web1" > /data1/abc.txt
exit
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#返回宿主机进行查看
cat  /var/www/abc.txt
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4.2 数据卷容器

docker run -it --volumes-from 数据卷容器
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如果需要在容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。

数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

#创建一个容器作为数据卷容器
docker run --name web4 -v /data1 -v /data2 -it centos:7 /bin/bash
echo "this is web4" > /data1/abc.txt
echo "THIS IS WEB4" > /data2/ABC.txt
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#使用 --volumes-from 来挂载 web4 容器中的数据卷到新的容器
docker run -it --volumes-from web4 --name web5 centos:7 /bin/bash
cat /data1/abc.txt
cat /data2/ABC.txt
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