Docker端口映射与容器互联
Docker端口映射与容器互联
Docker端口映射与容器互联
写在前面
在前面我们已经掌握了单个容器的管理操作，但是在实际工作中很少是只运行一个容器，而更多的是需要运行多个容器进行协作的情况，因此就需要多个容器之间能够互相访问到对方的服务，那么本篇文章就来学习Docker端口映射与容器互联相关的知识，注意本文所提到的宿主机是指VMware虚拟机，而非本地的Windows系统主机。
端口映射
Docker除了通过网络访问外，还提供了其他两个非常方便的功能来满足服务访问的基本需求，一是允许映射容器内应用的服务端口到本地宿主机端口；二是使用互联机制来实现多个容器间通过容器名来快速访问。
从外部访问容器应用
请注意，开发者在启动容器的时候，如果不指定对应的参数，那么在容器外部是无法通过网络来访问容器内的网络应用和服务的。当容器中运行一些网络应用，要让外部访问这些应用的时候，可以通过-P或者-p参数来指定端口映射。当使用-P（大写）的时候，Docker会随机映射一个49000~49900的端口到内部容器开放的网络端口：
[root@envythink ~]# docker run -d --name eyou -P training/webapp:latest python app.py
9e9b867d8994554b3c572cc7ece189beb78069468f29b2bebae260d00ff9f938
[root@envythink ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
9e9b867d8994 training/webapp:latest "python app.py" 14 seconds ago Up 13 seconds 0.0.0.0:32768->5000/tcp eyou
从上面可以看到，本地主机的32768端口被映射到了容器的5000端口，开发者可以通过访问宿主机的32768端口，即可访问容器内Web应用提供的界面，如下所示：
当然开发者也可以通过使用docker logs命令来查看应用的信息，如下所示：
[root@envythink ~]# docker logs eyou
* Running on http://0.0.0.0:5000/ (Press CTRL+C to quit)
192.168.31.1 - - [29/Mar/2020 12:53:25] "GET / HTTP/1.1" 200 -
192.168.31.1 - - [29/Mar/2020 12:53:25] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -
192.168.31.1 - - [29/Mar/2020 12:55:46] "GET / HTTP/1.1" 200 -
前面使用的是-P（大写的），其实也可以使用-p（小写的）参数，不过它可以用来指定要映射的端口，并且在一个指定端口上只能绑定一个容器，它支持的格式为：
IP:HostPort:ContainerPort | IP::ContainerPort | HostPort:ContainerPort
映射所有接口地址
开发者可以使用前面所述的HostPort:ContainerPort格式，来将宿主机的5000端口映射到容器的5000端口，如下所示：
[root@envythink ~]# docker run -d -p 5000:5000 --name eyou training/webapp python app.py
7747e89d15080db88aab951a613a4a122bdc592f800ac6188c264c3377e155b5
[root@envythink ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
7747e89d1508 training/webapp "python app.py" 5 seconds ago Up 3 seconds 0.0.0.0:5000->5000/tcp eyou
从上面可以看到，本地主机的5000端口被映射到了容器的5000端口，同时默认会绑定本地所有接口上的所有地址。开发者还可以多次使用-p参数来绑定多个端口，如下所示：
[root@envythink ~]# docker run -d --name eyou -p 5000:5000 -p 3000:80 training/webapp:latest python app.py
映射到指定地址的指定端口
前面在映射的时候只是指定了端口，没有指定映射地址，那么接下来开发就可以使用前述的IP:HostPort:ContainerPort格式来指定映射使用某个地址，如localhost地址127.0.01，此时命令为：
[root@envythink ~]# docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000 --name eyou training/webapp python app.py
映射到指定地址的任意端口
开发者也可以使用IP::ContainerPort命令来绑定localhost的任意端口到容器的5000端口，注意此时本地宿主机会自动分配一个端口：
[root@envythink ~]# docker run -d -p 127.0.0.1::5000 --name eyou training/webapp python app.py
当然还可以使用udp标记来指定udp端口，如下所示：
[root@envythink ~]# docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000/udp --name eyou training/webapp python app.py
查看映射端口配置
开发者可以使用docker port [container]命令来查看当前映射的端口配置，也可以查看到绑定的地址，如下所示：
[root@envythink ~]# docker port eyou
5000/tcp -> 127.0.0.1:32768
或者查看容器的5000端口映射信息：
[root@envythink ~]# docker port eyou 5000
127.0.0.1:32768
如果想查看容器的完整详细信息，可以使用docker inspect [container]命令。
互联机制实现便捷访问
不同于之前的端口映射技术，容器互联（linking）是一种让多个容器中的应用进行快速交互的方式。它会在源和接收容器之间创建连接关系，接收容器可以通过容器名来快速访问到源容器，而不用指定具体的IP地址。
自定义容器别名
前面说了接收容器可以通过容器名来快速访问到源容器，而不用指定具体的IP地址，因此首先需要自定义一个比较好记忆的容器别名，尽管容器在创建的时候不给其指定别名，系统会默认分配一个名字，但是笔者还是建议自定义容器别名的好。这样做的好处不仅是醒目好记，而且当要连接到其他容器的时候（即使重启），也可以使用容器名而不用改变。
前面多次使用了--name参数来给容器起别名，开发者可以使用docker inspect [container] containerId命令来查看容器的名称，如：
[root@envythink ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
bc325285abaa training/webapp "python app.py" 13 minutes ago Up 13 minutes 127.0.0.1:32768->5000/tcp eyou
[root@envythink ~]# docker inspect -f "{{ .Name }}" bc325
/eyou
请注意容器的别名是唯一的，不允许出现别名相同的容器，如果存在相同的别名，就必须使用docker rm [container]命令来删除之前创建的同名容器。
在执行docker run [container]命令的时候，如果在后面添加了--rm参数，那么容器就会在终止后立刻删除，再次强调--rm和-d参数不能同时使用。
容器互联
学会如何给容器起别名之后，接下来可以使用--link参数让容器之间安全的进行交互。
接下来通过一个例子来学习如何进行容器互联。第一步，创建一个别名为db的数据库容器：
[root@envythink ~]# docker run -d --name db training/postgres
第二步，删除之前创建的别名为eyou的容器：
[root@envythink ~]# docker rm -f eyou
第三步，创建一个新的别名为eyou的容器，并将它连接到db容器：
[root@envythink ~]# docker run -d -P --name eyou --link db:db training/webapp python app.py
可以看到此时db容器和eyou容器就建立了互联关系。--link参数的格式为--link name:alias，其中name是要链接的容器的名称，alias是别名。
第四步，使用docker ps来查看容器的连接信息：
[root@envythink ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a668dc3e685f training/webapp "python app.py" 11 seconds ago Up 10 seconds 0.0.0.0:32769->5000/tcp eyou
9874d0ca0e27 training/postgres "su postgres -c '/us…" 4 minutes ago Up 4 minutes 5432/tcp db,eyou/db
由查看结果可以看到自定义别名的容器db和eyou，其中db容器的names列中有db也有eyou/db，这就表示eyou容器链接到db容器，eyou容器将被允许访问db容器的信息。
Docker相当于在两个互联的容器之间创建了一个虚机通道，且不用映射它们的端口到宿主机上。细心的你可能已经发现了我们在启动db容器的时候，并没有使用-p或者-P参数，这样做的好处就是避免暴露数据库服务端口到外部网络上。
但是有时候我们想公开容器的连接信息，此时就可以通过更新环境变量或者更新/etc/hosts文件，这两种方式来解决。
先举一个通过更新环境变量的例子，我们可以使用env命令来查看bookyou容器的环境变量：
[root@envythink ~]# docker run --rm --name bookyou --link db:db training/webapp env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=f9524f8b008e
DB_PORT=tcp://172.17.0.3:5432
DB_PORT_5432_TCP=tcp://172.17.0.3:5432
DB_PORT_5432_TCP_ADDR=172.17.0.3
DB_PORT_5432_TCP_PORT=5432
DB_PORT_5432_TCP_PROTO=tcp
DB_NAME=/bookyou/db
DB_ENV_PG_VERSION=9.3
HOME=/root
这样我们就创建了一个别名为bookyou的容器，该容器会在停止运行后自动删除，且输出了上述信息。其中以DB_开头的环境变量是供bookyou容器连接db容器使用的，前缀采用大写的连接别名。
再来举一个通过更新/etc/hosts文件的例子。新建一个容器，如下所示：
[root@envythink ~]# docker run -it --rm --link db:db training/webapp /bin/bash
root@4d2a3c00b66d:/opt/webapp# cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost
......
172.17.0.4 4d2a3c00b66d
172.17.0.3 db 9874d0ca0e27
可以看到这里列举了三行，其中第一个是本地IP；第二个是新创建的容器，该容器默认使用自己的id作为默认主机名；第三个是db容器的IP和主机名。开发者也可以在该容器内通过安装iputils工具，然后使用ping db这里命令来进行验证，可以证明确实可以连接的通。注意如果在安装iputils工具的过程中出现bash: yum: command not found这一错误，可以依次执行如下命令：
apt-get install yum
brew install yum
除此之外，开发者还可以链接多个子容器到父容器，如链接多个bookyou容器到同一个db容器中。
小结
本篇文章主要学习了Docker容器服务的两大基本操作，包括基础的端口映射机制和容器互联机制。其实Docker也支持Linux系统自带的网络服务和功能。在实际的开发过程中，网络方面的需求更加复杂多变，包括跨主机甚至跨数据中心的通信，此时就需要使用额外的机制，如SDN（软件定义网络）或者NFV（网络功能虚拟化）的相关技术。在后面会学习如何通过linnetwork来实现跨主机的容器通信以及Docker网络更高级的功能和配置，这些功能基本上可以满足日常的需求。