一、macvlan
實現docker的跨主機網絡通信的方案有很多，如之前博文中寫到的通過部署 consul服務實現docker容器跨主機通信
macvlan工作原理：
macvlan是linux內核支持的網絡接口。要求的linux內部版本是v3.9–3.19和4.0+；
通過為物理網卡創建macvlan子接口，允許一塊物理網卡擁有多個獨立的mac地址和ip地址。虛擬出來的子接口將直接暴露在相鄰物理網絡中。從外部看來，就像是把網線隔開多股，分別接受了不同的主機上一樣；
物理網卡收到包后，會根據收到包的目的mac地址判斷這個包需要交給其中虛擬網卡。
當容器需要直連入物理網絡時，可以使用macvlan。macvlan本身不創建網絡，本質上首先使宿主機物理網卡工作在‘混雜模式'，這樣物理網卡的mac地址將會失效，所有二層網絡中的流量物理網卡都能收到。接下來就是在這張物理網卡上創建虛擬網卡，并為虛擬網卡指定mac地址，實現一卡多用，在物理網絡看來，每張虛擬網卡都是一個單獨的接口。
使用macvlan注意：
- 容器直接連接物理網絡，由物理網絡負責分配ip地址，可能的結果是物理網絡ip地址被耗盡，另一個后果是網絡性能問題，物理網絡中接入的主機變多，廣播包占比快速升高而引起的網絡性能下降問題；
- 宿主機上的某張網上需要工作在‘混亂模式'下；
- 前面說到，工作在混亂模式下的物理網卡，其mac地址會失效，所以，此模式中運行的容器并不能與外網進行通信，但是不會影響宿主機與外網通信；
- 從長遠來看bridge網絡與overlay網絡是更好的選擇，原因就是虛擬網絡應該與物理網絡隔離而不是共享。
工作示意圖：
二、配置實例
實例1（實現容器基于macvlan的單網段跨主機通信）
實現效果：
兩臺centos 7.3，分別運行著docker服務；
兩臺docker服務器創建相同的一個macvlan網絡，使docker服務器上的容器可以實現跨主機通信。
開始配置
1、第一臺docker服務器配置如下
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[root@docker01 ~]# ip link set ens33 promisc on # 開啟ens33網卡的混雜模式[root@docker01 ~]# ip link show ens33 # 確定查看的信息包含以下標紅的字樣2: ens33: <broadcast,multicast,'promisc',up,lower_up> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state up mode default group default qlen 1000 link/ether 00:0c:29:9f:33:9f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff[root@docker01 ~]# docker network create -d macvlan --subnet 172.22.16.0/24 --gateway 172.22.16.1 -o parent=ens33 mac_net1#創建macvlan網絡，指定網關、網段等信息，“-o”指定綁定在哪張網卡之上[root@docker01 ~]# docker run -itd --name test1 --ip 172.22.16.10 --network mac_net1 busybox # 基于新創建的macvlan網絡運行一個容器，并指定其ip |
確認運行的容器的ip地址
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[root@docker01 ~]# docker exec test1 ip a # 查看ip，確定以下標紅與配置的一樣1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue 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 forever6: eth0@if2: <broadcast,multicast,up,lower_up,m-down> mtu 1500 qdisc noqueue link/ether 02:42:ac:16:10:0a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet '172.22.16.10/24' brd 172.22.16.255 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft forever |
2、第二臺docker服務器配置如下（與第一臺docker服務器基本相似）
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[root@docker02 ~]# ip link set ens33 promisc on # 開啟混雜模式[root@docker02 ~]# ip link show ens33 2: ens33: <broadcast,multicast,'promisc',up,lower_up> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state up mode default group default qlen 1000 link/ether 00:0c:29:b5:bc:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff[root@docker02 ~]# docker network create -d macvlan --subnet 172.22.16.0/24 --gateway=172.22.16.1 -o parent=ens33 mac_net1#創建一個與第一臺docker服務器的網段、網關相同的macvlan。并綁定到物理網卡上。#為了可以直觀的看出其他docker服務器上的macvlan和第這臺是在同一個網段的。所以，建議設置的網絡名稱一樣。[root@docker02 ~]# docker run -itd --name test2 --ip 172.22.16.11 --network mac_net1 busybox#運行一個容器，并指定是基于macvlan網絡的#注意，其ip地址不要與其他docker服務器上的容器ip地址沖突 |
確認運行的容器的ip地址
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[root@docker02 ~]# docker exec test2 ip a1: lo: <loopback,up,lower_up> mtu 65536 qdisc noqueue 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 forever6: eth0@if2: <broadcast,multicast,up,lower_up,m-down> mtu 1500 qdisc noqueue link/ether 02:42:ac:16:10:0b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet '172.22.16.11/24' brd 172.22.16.255 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft forever |
使用第二臺docker服務器上的容器test2對第一臺docker服務器上的容器test1進行ping測試
ok，跨主機的容器通信就通過macvlan實現了。由于使用混雜模式會造成物理網卡的mac地址失效，所以容器并不能通過此模式進行與外網的通信。
實例2（基于macvlan的跨主機網絡多網段的解決方案）
實現的效果如下：
- 兩臺centos 7.3，分別運行著docker服務；
- 每臺宿主機創建了兩個macvlan網段供容器使用（172.10.16.0/24和172.20.16.0/24）；
- 第一臺docker服務器上運行容器test1和test2，第二臺docker服務器運行容器test3和test4。
- 最終實現跨主機的同網段容器互相通信。
開始配置：
1、第一臺docker服務器配置如下
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[root@docker01 ~]# ip link set ens33 promisc on # 開啟ens33網卡的混雜模式#也就是開啟網卡的多個虛擬interface（接口） [root@docker01 ~]# ip link show ens33 # 確定查看的信息包含以下標紅的字樣2: ens33: <broadcast,multicast,'promisc',up,lower_up> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state up mode default group default qlen 1000 link/ether 00:0c:29:9f:33:9f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff[root@docker01 ~]# modinfo 8021q #查看是否加載8021q模塊，如果有信息返回，則表示該模塊已經加載 |
modinfo 8021q命令返回的信息如下
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[root@docker01 ~]# modprobe 8021q #若沒有加載8021q模塊，則執行此命令[root@docker01 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/[root@docker01 network-scripts]# vim ifcfg-ens33 ...................bootproto=manual # 將此配置項改為“manual”，也是手動的意思[root@docker01 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33.10 # 復制一份網卡配置文件，-p保留原本文件的屬性[root@docker01 network-scripts]# vim ifcfg-ens33.10 bootproto=none name=ens33.10 #注意更改名稱device=ens33.10 #注意更改名稱onboot=yesipaddr=192.168.10.11 # 給虛擬網卡設置一個ipprefix=24gateway=192.168.10.2vlan=yes[root@docker01 network-scripts]# cp ifcfg-ens33.10 ifcfg-ens33.20 [root@docker01 network-scripts]# vim ifcfg-ens33.20 bootproto=nonename=ens33.20device=ens33.20onboot=yesipaddr=192.168.20.10 # 注意，此處的ip與ens33.10并不在同一網段prefix=24gateway=192.168.20.2vlan=yes[root@docker01 network-scripts]# ifdown ens33;ifup ens33 #重啟網卡，使更改生效[root@docker01 network-scripts]# ifup ens33.10 # 啟動該網卡[root@docker01 network-scripts]# ifup ens33.20 # 啟動[root@docker01 ~]# docker network create -d macvlan --subnet 172.10.16.0/24 --gateway 172.10.16.1 -o parent=ens33.10 mac_net10#創建一個macvlan網絡，給其定義一個網段、網關及綁定到ens33.10[root@docker01 ~]# docker network create -d macvlan --subnet 172.20.16.0/24 --gateway 172.20.16.1 -o parent=ens33.20 mac_net20#創建一個macvlan網絡，給其定義一個網段、網關及綁定到ens33.20#接下來分別基于剛剛創建的macvlan網絡運行一個容器 |
2、第二臺docker服務器配置如下（基本與第一臺操作類似，要注意ip不要沖突）
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[root@docker02 ~]# ip link set ens33 promisc on # 開啟混雜模式[root@docker02 ~]# ip link show ens33 2: ens33: <broadcast,multicast,'promisc',up,lower_up> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state up mode default group default qlen 1000 link/ether 00:0c:29:b5:bc:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff[root@docker02 ~]# modinfo 8021q返回信息可參考圖一 |
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[root@docker02 ~]# modprobe 8021q #若沒有加載8021q模塊，則執行此命令[root@docker02 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/[root@docker02 network-scripts]# vim ifcfg-ens33 ...............#省略部分內容bootproto=manual [root@docker02 network-scripts]# scp [email protected]:/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33.* . # 要注意后面的“.”ifcfg-ens33.10 100% 128 83.4kb/s 00:00 ifcfg-ens33.20 100% 124 75.0kb/s 00:00 [root@docker02 network-scripts]# vim ifcfg-ens33.10 bootproto=nonename=ens33.10device=ens33.10onboot=yesipaddr=192.168.10.11 # 更改ip，以防和第一臺沖突prefix=24gateway=192.168.10.2vlan=yes[root@docker02 network-scripts]# vim ifcfg-ens33.20 bootproto=nonename=ens33.20device=ens33.20onboot=yesipaddr=192.168.20.11prefix=24gateway=192.168.20.2vlan=yes[root@docker02 network-scripts]# ifdown ens33;ifup ens33 # 重啟網卡 ，使配置生效[root@docker02 network-scripts]# ifup ens33.10 # 啟動網卡[root@docker02 network-scripts]# ifup ens33.20#接下來創建macvlan網絡，與第一臺docker服務器創建的網絡一樣[root@docker02 ~]# docker network create -d macvlan --subnet 172.10.16.0/24 --gateway 172.10.16.1 -o parent=ens33.10 mac_net10[root@docker02 ~]# docker network create -d macvlan --subnet 172.20.16.0/24 --gateway 172.20.16.1 -o parent=ens33.20 mac_net20 [root@docker02 ~]# docker run -itd --name test3 --network mac_net10 --ip 172.10.16.11 busybox[root@docker02 ~]# docker run -itd --name test4 --network mac_net20 --ip 172.20.16.21 busybox |
配置至此，即可進行ping測試了，如果配置無誤，則test3應該和test1互通（因為其都是基于mac_net10網絡）；test4應該和test2互通（同理）。
但test3和test1不能和test4和test2互通（因為其不是基于同一個虛擬局域網）。
容器test3 ping 容器test1測試（注意：若是使用vmware虛擬機進行測試，由于vmware的特性，需將其網絡適配器改為“橋接模式”，而不是nat模式等。否則無法通信）
容器test4 ping 容器test2測試：
至此，跨主機網絡多網段已經實現，同樣，各個容器無法與外網進行通信。若有耐心，還是建議閱讀 docker官方文檔
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