前面介绍了Docker管理工具-Swarm部署记录，下面重点说下Swarm基于多主机容器通信的覆盖网络
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在Docker版本1.12之后swarm模式原生支持覆盖网络(overlay networks)，可以先创建一个覆盖网络，然后启动容器的时候启用这个覆盖网络，
这样只要是这个覆盖网络内的容器，不管在不在同一个宿主机上都能相互通信，即跨主机通信！不同覆盖网络内的容器组之间是相互隔离的（相互
ping
不通）。
swarm模式的覆盖网络包括以下功能：
1）可以附加多个服务到同一个网络。
2）默认情况下，service discovery为每个swarm服务分配一个虚拟IP地址(vip)和DNS名称，使得在同一个网络中容器之间可以使用服务名称为互相连接。
3）可以配置使用DNS轮循而不使用VIP
4）为了可以使用swarm的覆盖网络，在启用swarm模式之间你需要在swarm节点之间开放以下端口：
5）TCP
/UDP
端口7946 – 用于容器网络发现
6）UDP端口4789 – 用于容器覆盖网络
实例如下：
-----------在Swarm集群中创建overlay网络------------
[root@manager-node ~]
# docker network create --driver overlay --opt encrypted --subnet 10.10.110.0/24 ngx_net
参数解释：
–opt encrypted 默认情况下swarm中的节点通信是加密的。在不同节点的容器之间，可选的–opt encrypted参数能在它们的vxlan流量启用附加的加密层。
--subnet 命令行参数指定overlay网络使用的子网网段。当不指定一个子网时，swarm管理器自动选择一个子网并分配给网络。
[root@manager-node ~]
# docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
ca221724531c bridge bridge
local
10d1451ecc8d docker_gwbridge bridge
local
5764ade8774b host host
local
50kipkihuwxy ingress overlay swarm
cz4b4ht5refq ngx_net overlay swarm
f2af952cd27a none null
local
由上可知，Swarm当中拥有2套覆盖网络。其中
"ngx_net"
网络正是我们在部署容器时所创建的成果。而
"ingress"
覆盖网络则为默认提供。
Swarm 管理节点会利用 ingress 负载均衡以将服务公布至集群之外。
在将服务连接到这个创建的网络之前，网络覆盖到manager节点。上面输出的SCOPE为 swarm 表示将服务部署到Swarm时可以使用此网络。
在将服务连接到这个网络后，Swarm只将该网络扩展到特定的worker节点，这个worker节点被swarm调度器分配了运行服务的任务。
在那些没有运行该服务任务的worker节点上，网络并不扩展到该节点。
------------------将服务连接到overlay网络-------------------
[root@manager-node ~]
# docker service create --replicas 5 --network ngx_net --name my-test -p 80:80 nginx
上面名为
"my-test"
的服务启动了3个task，用于运行每个任务的容器都可以彼此通过overlay网络进行通信。Swarm集群将网络扩展到所有任务处于Running状态的节点上。
[root@manager-node ~]
# docker service ls
ID NAME REPLICAS IMAGE COMMAND
9vgixbn6t2ju my-
test
5
/5
nginx
在manager-node节点上，通过下面的命令查看哪些节点有处于running状态的任务：
[root@manager-node ~]
# docker service ps my-test
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
eh2mo4ei8qah5d9eolx8yapey my-
test
.1 nginx manager-node Running Running about a minute ago
7gg40e57rko5frttqdx9x7ae2 my-
test
.2 nginx node2 Running Running about a minute ago
1vp1d7cwmn8m6a5k0wtq9xi75 my-
test
.3 nginx node1 Running Running about a minute ago
03nb3ev2r7sxcilkwizoetx9w my-
test
.4 nginx node1 Running Running about a minute ago
a0ibepz0r80mhy4x5cam7i190 my-
test
.5 nginx manager-node Running Running about a minute ago
可见三个节点都有处于running状态的任务，所以my-network网络扩展到三个节点上。
可以查询某个节点上关于my-network的详细信息：
[root@manager-node ~]
# docker network inspect ngx_net
[
{
"Name"
:
"ngx_net"
,
"Id"
:
"cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6"
,
"Scope"
:
"swarm"
,
"Driver"
:
"overlay"
,
"EnableIPv6"
:
false
,
"IPAM"
: {
"Driver"
:
"default"
,
"Options"
: null,
"Config"
: [
{
"Subnet"
:
"10.10.110.0/24"
,
"Gateway"
:
"10.10.110.1"
}
]
},
"Internal"
:
false
,
"Containers"
: {
"aa954b709a30be6eaf48e06a6c7c4a0642b75d76e121707df6fc1479d99c7b22"
: {
"Name"
:
"my-test.5.a0ibepz0r80mhy4x5cam7i190"
,
"EndpointID"
:
"4841c9c639b876f065d44e0205320f5e990a0678c8d7f4a02e499779af7b5091"
,
"MacAddress"
:
"02:42:0a:0a:6e:07"
,
"IPv4Address"
:
"10.10.110.7/24"
,
"IPv6Address"
:
""
},
"d7633d4108e88a471e1a1b6759b7c43e3fc09ab64de47e29736de7b9c5031963"
: {
"Name"
:
"my-test.1.eh2mo4ei8qah5d9eolx8yapey"
,
"EndpointID"
:
"54e814c87ba0e7df159195067a851a2557ee8010e619db9cc4fdfb3dd6357afa"
,
"MacAddress"
:
"02:42:0a:0a:6e:03"
,
"IPv4Address"
:
"10.10.110.3/24"
,
"IPv6Address"
:
""
}
},
"Options"
: {
"com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list"
:
"257"
,
"encrypted"
:
""
},
"Labels"
: {}
}
]
从上面的信息可以看出在manager-node节点上，名为my-
test
的服务有一个名为my-
test
.1.eh2mo4ei8qah5d9eolx8yapey和
my-
test
.5.a0ibepz0r80mhy4x5cam7i190的task连接到名为ngx_net的网络上（另外两个节点node1和node2同样可以用上面命令查看）
[root@node1 ~]
# docker network inspect ngx_net
[
{
"Name"
:
"ngx_net"
,
"Id"
:
"cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6"
,
"Scope"
:
"swarm"
,
"Driver"
:
"overlay"
,
"EnableIPv6"
:
false
,
"IPAM"
: {
"Driver"
:
"default"
,
"Options"
: null,
"Config"
: [
{
"Subnet"
:
"10.10.110.0/24"
,
"Gateway"
:
"10.10.110.1"
}
]
},
"Internal"
:
false
,
"Containers"
: {
"8dd2171caa337b3c42f35cd6e4590d69cf8edd58ee03463194d0792199415607"
: {
"Name"
:
"my-test.4.03nb3ev2r7sxcilkwizoetx9w"
,
"EndpointID"
:
"dec0675361db102f082798b9e39ed43ca23ae7b795105ae39b90373d42548418"
,
"MacAddress"
:
"02:42:0a:0a:6e:06"
,
"IPv4Address"
:
"10.10.110.6/24"
,
"IPv6Address"
:
""
},
"f29e274d0709403ea97210ff750cdc32054af6cd963ee838bb695e6268264574"
: {
"Name"
:
"my-test.3.1vp1d7cwmn8m6a5k0wtq9xi75"
,
"EndpointID"
:
"e4150c1107a6e52998e3f5417d774d31cdc3d0b24c9aa4305b860cbdf8f78929"
,
"MacAddress"
:
"02:42:0a:0a:6e:05"
,
"IPv4Address"
:
"10.10.110.5/24"
,
"IPv6Address"
:
""
}
},
"Options"
: {
"com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list"
:
"257"
,
"encrypted"
:
""
},
"Labels"
: {}
}
]
[root@node2 ~]
# docker network inspect ngx_net
[
{
"Name"
:
"ngx_net"
,
"Id"
:
"cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6"
,
"Scope"
:
"swarm"
,
"Driver"
:
"overlay"
,
"EnableIPv6"
:
false
,
"IPAM"
: {
"Driver"
:
"default"
,
"Options"
: null,
"Config"
: [
{
"Subnet"
:
"10.10.110.0/24"
,
"Gateway"
:
"10.10.110.1"
}
]
},
"Internal"
:
false
,
"Containers"
: {
"fddb6518e2bb8c2c2f9f49f95eb3e054ded2a1eff9ec10732a188166f2a60509"
: {
"Name"
:
"my-test.2.7gg40e57rko5frttqdx9x7ae2"
,
"EndpointID"
:
"7263888a54f6211649bef9425aa4acc33ecf838da20d8c93853842e1812f0436"
,
"MacAddress"
:
"02:42:0a:0a:6e:04"
,
"IPv4Address"
:
"10.10.110.4/24"
,
"IPv6Address"
:
""
}
},
"Options"
: {
"com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list"
:
"257"
,
"encrypted"
:
""
},
"Labels"
: {}
}
]
可以通过查询服务来获得服务的虚拟IP地址，如下：
[root@manager-node ~]
# docker service inspect --format='{{json .Endpoint.VirtualIPs}}' my-test
[{
"NetworkID"
:
"50kipkihuwxy5dqf150z7guad"
,
"Addr"
:
"10.255.0.2/16"
},{
"NetworkID"
:
"cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6"
,
"Addr"
:
"10.10.110.2/24"
}]
由上结果可知，10.10.110.2其实就是swarm集群内部的vip，整个网络结构如下所示：
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加入ngx_net网络的容器彼此之间可以通过IP地址通信，也可以通过名称通信。
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[root@node2 ~]
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
fddb6518e2bb nginx:latest
"nginx -g 'daemon off"
5 minutes ago Up 5 minutes 80
/tcp
my-
test
.2.7gg40e57rko5frttqdx9x7ae2
[root@node2 ~]
# docker exec -ti fddb6518e2bb /bin/bash
root@fddb6518e2bb:/
# apt-get update && apt-get install iproute iputils-ping -y
root@fddb6518e2bb:/
# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
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
246: eth0@if247: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UP group default
link
/ether
02:42:0a:ff:00:07 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
inet 10.255.0.7
/16
scope global eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 10.255.0.2
/32
scope global eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:aff:feff:7
/64
scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
248: eth1@if249: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
link
/ether
02:42:ac:12:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 1
inet 172.18.0.3
/16
scope global eth1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:acff:fe12:3
/64
scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
251: eth2@if252: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1424 qdisc noqueue state UP group default
link
/ether
02:42:0a:0a:6e:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 2
inet 10.10.110.4
/24
scope global eth2
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 10.10.110.2
/32
scope global eth2
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:aff:fe0a:6e04
/64
scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
root@fddb6518e2bb:/
# ping 10.10.110.3
PING 10.10.110.3 (10.10.110.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.10.110.3: icmp_seq=1 ttl=64
time
=0.437 ms
64 bytes from 10.10.110.3: icmp_seq=2 ttl=64
time
=0.310 ms
.....
--- 10.10.110.3
ping
statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss,
time
999ms
rtt min
/avg/max/mdev
= 0.310
/0
.373
/0
.437
/0
.066 ms
root@fddb6518e2bb:/
# ping 10.10.110.5
PING 10.10.110.5 (10.10.110.5) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.10.110.5: icmp_seq=1 ttl=64
time
=0.438 ms
64 bytes from 10.10.110.5: icmp_seq=2 ttl=64
time
=0.329 ms
64 bytes from 10.10.110.5: icmp_seq=3 ttl=64
time
=0.359 ms
.....
--- 10.10.110.5
ping
statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss,
time
1999ms
rtt min
/avg/max/mdev
= 0.329
/0
.375
/0
.438
/0
.048 ms
----------------------------使用swarm模式的服务发现--------------------------
默认情况下，当创建了一个服务并连接到某个网络后，swarm会为该服务分配一个VIP。此VIP根据服务名映射到DNS。在网络上的容器共享该服务的DNS映射，
所以网络上的任意容器可以通过服务名访问服务。
在同一overlay网络中，不用通过端口映射来使某个服务可以被其它服务访问。Swarm内部的负载均衡器自动将请求发送到服务的VIP上，然后分发到所有的
active的task上。
如下示例：
在同一个网络中添加了一个centos服务，此服务可以通过名称my-
test
访问前面创建的nginx服务：
[root@manager-node ~]
# docker service create --name my-centos --network ngx_net centos sleep 3000
查询centos运行在哪个节点上（上面创建命令执行后，需要一段时间才能完成这个centos服务的创建）
[root@node2 ~]
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ece4ac2e6cc1 centos:latest
"sleep 3000"
42 seconds ago Up 40 seconds my-centos.1.5qwknsxmtr1zhclx9d0f0fx4m
登录centos运行的节点（由上可知是node2节点），打开centos的交互shell：
[root@node2 ~]
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS NAMES
e4554490d891 centos:latest
"/bin/bash"
About an hour ago Up About an hour my-centos.1.9yk5ie28gwk9mw1h1jovb68ki
[root@node2 ~]
# docker exec -it my-centos.1.5qwknsxmtr1zhclx9d0f0fx4m /bin/bash
[root@ece4ac2e6cc1 /]
# yum install bind-utils -y
[root@ece4ac2e6cc1 /]
# nslookup my-test
Server: 127.0.0.11
Address: 127.0.0.11
#53
Non-authoritative answer:
Name: my-
test
Address: 10.10.110.2
从centos容器内部，使用特殊查询 查询DNS，来找到my-
test
服务的所有容器的IP地址：
[root@ece4ac2e6cc1 /]
# nslookup tasks.my-test
Server: 127.0.0.11
Address: 127.0.0.11
#53
Non-authoritative answer:
Name: tasks.my-
test
Address: 10.10.110.3
Name: tasks.my-
test
Address: 10.10.110.7
Name: tasks.my-
test
Address: 10.10.110.5
Name: tasks.my-
test
Address: 10.10.110.4
Name: tasks.my-
test
Address: 10.10.110.6
从centos容器内部，通过wget来访问my-
test
服务中运行的nginx网页服务器
[root@ece4ac2e6cc1 /]
# wget -O- my-test
--2018-02-08 01:57:26-- http:
//my-test/
Resolving my-
test
(my-
test
)... 10.10.110.2
Connecting to my-
test
(my-
test
)|10.10.110.2|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 612 [text
/html
]
Saving to:
'STDOUT'
0% [ ] 0 --.-K
/s
<!DOCTYPE html>
<html>
<
head
>
<title>Welcome to nginx!<
/title
>
...
Swarm的负载均衡器自动将HTTP请求路由到VIP上，然后到一个active的task容器上。它根据round-robin选择算法将后续的请求分发到另一个active的task上。
-----------------------------------为服务使用DNS round-robin-----------------------------
在创建服务时，可以配置服务直接使用DNS round-robin而无需使用VIP。这是通过在创建服务时指定 --endpoint-mode dnsrr 命令行参数实现的。
当你想要使用自己的负载均衡器时可以使用这种方式。
如下示例（注意：使用DNS round-robin方式创建服务，不能直接在命令里使用-p指定端口）
[root@manager-node ~]
# docker service create --replicas 3 --name my-dnsrr-nginx --network ngx_net --endpoint-mode dnsrr nginx
[root@manager-node ~]
# docker service ps my-dnsrr-nginx
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
8ffi3rs8fg3k4obrvbxg4uwiy my-dnsrr-nginx.1 nginx node2 Running Running 7 seconds ago
amgmv0kgdopc70z2dr97vn7qq my-dnsrr-nginx.2 nginx node1 Running Running 7 seconds ago
2p7obdb3h7yicggsbiv5qmvjx my-dnsrr-nginx.3 nginx manager-node Running Running 7 seconds ago
当通过服务名称查询DNS时，DNS服务返回所有任务容器的IP地址：
[root@ece4ac2e6cc1 /]
# nslookup my-dnsrr-nginx
Server: 127.0.0.11
Address: 127.0.0.11
#53
Non-authoritative answer:
Name: my-dnsrr-nginx
Address: 10.10.110.12
Name: my-dnsrr-nginx
Address: 10.10.110.11
Name: my-dnsrr-nginx
Address: 10.10.110.10
需要注意的是：一定要确认VIP的连通性
通常Docker官方推荐使用
dig
，
nslookup
或其它DNS查询工具来查询通过DNS对服务名的访问。因为VIP是逻辑IP，
ping
并不是确认VIP连通性的正确的工具。
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