高度なDockerネットワーキング：マスタリングブリッジ、ホスト＆オーバーレイネットワーク

Dockerは、ブリッジネットワーク、ホストネットワーク、オーバーレイネットワークの3つのメインネットワークモードを提供します。 1.ブリッジネットワークは、単一のホストでのコンテナー間通信に適しており、仮想ブリッジを介して実装されています。 2。ホストネットワークは、高性能ネットワークが必要なシナリオに適しており、コンテナはホストのネットワークスタックを直接使用します。 3.オーバーレイネットワークは、マルチホストのDocker Swarmクラスターに適しており、仮想ネットワークレイヤーを介してクロスホスト通信が達成されます。

導入

人気のマイクロサービスアーキテクチャとコンテナ化技術の今日の時代に、Docker Network Managementは、開発者が習得しなければならない重要なスキルになりました。今日は、Dockerの高度なネットワーク構成に飛び込み、ブリッジネットワーク、ホストネットワーク、オーバーレイネットワークをカバーします。この記事を通して、これらのネットワークモードをさまざまなシナリオで柔軟に使用して、実際の問題を解決し、アプリケーションのネットワークパフォーマンスとセキュリティを改善する方法を学びます。

基本的な知識のレビュー

Dockerネットワークは、コンテナ間の通信の基礎です。コンテナがさまざまな方法で接続して対話できるようにする複数のネットワークドライバーを提供します。 Dockerの基本ネットワークの概念をすばやく確認しましょう。

• ブリッジ：これはDockerのデフォルトネットワークモードであり、各コンテナは内部仮想ブリッジに接続されています。
• ホストネットワーク（ホスト）：コンテナはホストのネットワークスタックを直接使用し、ネットワークの分離によって引き起こされるパフォーマンスオーバーヘッドを回避します。
• オーバーレイ：ホスト間でのコンテナ通信に使用され、マルチホストDocker Swarmクラスターの構築によく使用されます。

これらのネットワークモデルには、それぞれ適用可能なシナリオと利点があります。次のセクションで詳しく説明します。

コアコンセプトまたは関数分析

ブリッジネットワーク

Bridged Networkingは、Dockerで最も一般的に使用されるネットワークモードであり、コンテナが内部仮想ブリッジを介して同じDockerホストで通信できるようにします。その主な機能は、コンテナ間のネットワーク接続を維持しながら、コンテナに孤立したネットワーク環境を提供することです。

 ＃カスタムブリッジネットワークDockerネットワークの作成 - ドライバーブリッジmy_bridge_network

＃コンテナを起動してネットワークに接続しますdocker run -name container1  - ネットワークmy_bridge_network -d nginx

ブリッジネットワークの作業原則は、Docker（ docker0など）内の仮想ブリッジを介してコンテナのネットワークトラフィックを管理することです。各コンテナは、コンテナ間で通信を実行できる独立したIPアドレスを取得します。

ホストネットワーク（ホスト）

ホストネットワークモードにより、コンテナはホストのネットワーク名空間を直接使用できます。つまり、コンテナはホストのネットワークインターフェイスとIPアドレスを共有します。このモードは、ネットワーク分離の追加のオーバーヘッドを回避するため、高性能ネットワーク通信が必要なシナリオで非常に便利です。

 ＃ホストネットワークdocker runを使用してコンテナを起動します-name container2  - ネットワークホスト-d nginx

ホストネットワークの作業原則は、コンテナのネットワークインターフェイスをホストのネットワークインターフェイスに直接マッピングすることであり、コンテナはホストのすべてのネットワークリソースに直接アクセスできます。この方法は高性能ですが、コンテナとホストの間のネットワーク分離が壊れており、注意して使用する必要があることも意味します。

オーバーレイネットワーク

オーバーレイネットワーキングは、Docker Swarmクラスターで一般的に使用されるネットワークモードであり、ホストコンテナ間の通信を可能にします。ホスト間で仮想ネットワークレイヤーを作成することにより、オーバーレイネットワークにより、コンテナはまるで同じネットワークにあるかのように通信できます。

 ＃docker swarmを初期化します
Docker Swarm init

＃オーバーレイネットワークDockerネットワークの作成 - ドライバーオーバーレイmy_overlay_network

＃Swarmクラスターでサービスを開始し、オーバーレイネットワークDocker Service Create1 -Name Service1 -Networkmy_overlay_network -d nginxに接続します

オーバーレイネットワークの実用的な原則は、VXLANテクノロジーを介してホスト間で仮想ネットワークレイヤーを作成し、コンテナが通信することです。オーバーレイネットワーキングの利点は、マルチホスト環境に簡単にスケーリングできるが、追加のネットワーク構成と管理が必要であることです。

使用の例

基本的な使用法

いくつかの基本的なDockerネットワーク構成の例を見てみましょう。

• ブリッジ型ネットワーク：単一のホストでのコンテナー間通信に適しています。

 ＃Bridgged Network Dockerネットワークを作成して使用しますMy_Bridgeを作成します
docker run -name web -network my_bridge -d nginx
docker run -name db -network my_bridge -d mongo

• ホストネットワーク：高性能ネットワークが必要なシナリオに適しています。

 ＃ホストネットワークを使用してコンテナdocker runを起動します-name high_perf -network host -d my_high_perf_app

• オーバーレイネットワーク：マルチホスト用のDocker Swarmクラスター。

 ＃swarmクラスターでオーバーレイネットワークDocker Swarm initを使用する
Dockerネットワークは、-driverオーバーレイmy_overlayを作成します
Docker Service Create --Name Web  - ネットワークMy_Overlay -d nginx
Docker Service Create --NAME DB -NETWORK MY_OVERLAY -D MONGO

高度な使用

実際のアプリケーションでは、異なるネットワークモード間の切り替えやネットワークのより細かい粒状制御が必要な複雑なネットワークニーズに遭遇する場合があります。高度な使用の例をいくつか紹介します。

• マルチネットワークモード：コンテナを複数のネットワークに接続して、さまざまな通信ニーズを満たすことができます。

 ＃2つの異なるネットワークの作成Docker Network Create Net1
DockerネットワークはNet2を作成します

＃コンテナを起動し、2つのネットワークに接続しますDocker run ---Name Multi_Net  - ネットワークnet1  - ネットワークnet2 -d my_app

• カスタムネットワーク構成：Docker Composeファイルを介して、ネットワークをより慎重に構成できます。

バージョン： '3'

サービス：
  ウェブ：
    画像：nginx
    ネットワーク：
      - フロントエンド
  DB：
    画像：マンゴ
    ネットワーク：
       - バックエンド

ネットワーク：
  フロントエンド：
    ドライバー：橋
  バックエンド：
    ドライバー：橋

一般的なエラーとデバッグのヒント

Dockerネットワークを使用する場合、通信できないコンテナ、ネットワーク構成エラーなど、いくつかの一般的な問題が発生する可能性があります。ここに、いくつかの一般的なエラーとそのデバッグ方法があります。

• コンテナは通信できません：コンテナが同じdocker network inspectにあるかどうかを確認します。DockerNetworkInspectコマンドを使用して、ネットワーク構成を表示できます。

 dockerネットワークmy_networkを検査します

• ネットワーク構成エラー：ネットワークドライバーと構成パラメーターが正しいことを確認してください。DockerNetworkCreate docker network createのヘルプドキュメントを使用して、構成オプションの詳細を確認できます。

 DockerネットワークCREATE -HELP

パフォーマンスの最適化とベストプラクティス

実際のアプリケーションでは、Dockerネットワークのパフォーマンスを最適化し、ベストプラクティスに従うことが非常に重要です。ここにいくつかの提案があります：

• ネットワークパフォーマンスの最適化：高性能ネットワークを必要とするアプリケーションの場合、ホストネットワークモードの使用を検討できますが、セキュリティの問題に注意してください。

• ネットワーク分離：マルチテナント環境では、ブリッジ型またはオーバーレイネットワークを使用すると、コンテナ間のネットワーク競合を防ぐために、より良いネットワーク分離を提供できます。

• ネットワーク監視：Dockerのネットワーク監視ツールを使用して、 docker statsやdocker network lsなど、ネットワークトラフィックとステータスをリアルタイムで監視します。

• ベストプラクティス：Dockerを作成するときは、ファイルを作成するには、コンテナ間の効率的で安全な通信を確保するために、ネットワーク構成を合理的に計画します。同時に、コードの読みやすさと保守性を維持し、過度に複雑なネットワーク構成を回避します。

この記事を通して、Dockerネットワークの高度な構成スキルを習得し、さまざまなシナリオでブリッジネットワーク、ホストネットワーク、オーバーレイネットワークを柔軟に使用できるはずです。この知識と経験が、実際のプロジェクトでDockerネットワークをより適切に管理および最適化するのに役立つことを願っています。

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