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-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。

本文分享自微信公众号 - 啃饼思录(kbthinking),作者:i思录

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原始发表时间:2020-12-27

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