Docker如何使用OpenvSwitch网桥

Docker 默认使用的是 Linux 自带的网桥实现，实际上，OpenvSwitch 项目作为一个成熟的虚拟交换机实现，具备更丰富的功能。个人认为，将来 Docker 必然会支持 OpenvSwitch 作为其默认网桥实现。有兴趣的同学欢迎通过如下的步骤来尝鲜。

环境

在 Ubuntu 14.04 系统中进行测试。操作流程也适用于 RedHat/CentOS 系列系统，但少数命令和配置文件可能略有差异。

安装 Docker

安装最近版本的 Docker 并 启动服务。

$ sudo apt-get install apt-transport-https
$ sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 36A1D7869245C8950F966E92D8576A8BA88D21E9
$ sudo bash -c "echo deb https://get.docker.io/ubuntu docker main > /etc/apt/sources.list.d/docker.list"
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install lxc-docker
$ sudo service docker start

此时，Docker 服务会创建一个默认的 docker0 网桥，作为连接容器的本地网桥，可以通过如下命令查看：

$ sudo brctl show
bridge name   bridge id        STP enabled   interfaces
docker0     8000.000000000000    no

网桥 docker0 内部接口的默认地址为 172.17.42.1。

$ ifconfig docker0
docker0  Link encap:Ethernet HWaddr 56:84:7a:fe:97:99 
     inet addr:172.17.42.1 Bcast:0.0.0.0 Mask:255.255.0.0
     BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1
     RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
     TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
     collisions:0 txqueuelen:0 
     RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)

安装 OpenvSwitch

通过如下命令安装 OpenvSwitch。

$ sudo aptitude install openvswitch-switch

测试添加一个网桥 br0 并查看。

$ sudo ovs-vsctl add-br br0
$ sudo ovs-vsctl show
20d0b972-e323-4e3c-9e66-1d8bb57c7ff5
  Bridge ovs-br
    Port ovs-br
      Interface br0
        type: internal
  ovs_version: "2.0.2"

配置容器连接到 OpenvSwitch 网桥

目前 OpenvSwitch 网桥还不能直接支持挂载容器，需要手动在 OpenvSwitch 网桥上创建虚拟网口并挂载到容器中。

创建无网口容器

启动一个 ubuntu 容器，并指定不创建网络，后面我们手动添加网络。较新版本的 Docker 默认不允许在容器内修改网络配置，需要在 run 的时候指定参数 --privileged=true。

$ sudo docker run --net=none --privileged=true -it ubuntu:14.04 bash
root@298bbb17c244:/#

记住这里容器的 id 为 298bbb17c244。

此时在容器内查看网络信息，只能看到一个本地网卡 lo。

root@298bbb17c244:/# ifconfig
lo    Link encap:Local Loopback 
     inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
     inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
     UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1
     RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
     TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
     collisions:0 txqueuelen:0 
     RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)

手动为容器添加网络

下载 OpenvSwitch 项目提供的支持 Docker 容器的辅助脚本 ovs-docker。

$ wget https://github.com/openvswitch/ovs/raw/master/utilities/ovs-docker
$ sudo chmod a+x ovs-docker

为容器添加网卡，并挂载到 br0 上，命令为

$ sudo ./ovs-docker add-port br0 eth0 298bbb17c244

添加成功后，在容器内查看网络信息，多了一个新添加的网卡 eth0，但是默认并没有 IP 地址。

root@298bbb17c244:/# ifconfig
eth0   Link encap:Ethernet HWaddr 7e:df:97:ac:1a:6a 
     inet6 addr: fe80::7cdf:97ff:feac:1a6a/64 Scope:Link
     UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
     RX packets:22 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
     TX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
     collisions:0 txqueuelen:1000 
     RX bytes:3197 (3.1 KB) TX bytes:508 (508.0 B)

lo    Link encap:Local Loopback 
     inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
     inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
     UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1
     RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
     TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
     collisions:0 txqueuelen:0 
     RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)

手动给它添加一个，例如 172.17.0.2/16，并查看。

root@298bbb17c244:/# ifconfig eth0 172.17.0.2/16
root@298bbb17c244:/# ifconfig 
eth0   Link encap:Ethernet HWaddr ae:3d:75:2c:18:ba 
     inet addr:172.17.0.2 Bcast:172.17.255.255 Mask:255.255.0.0
     inet6 addr: fe80::ac3d:75ff:fe2c:18ba/64 Scope:Link
     UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
     RX packets:187 errors:0 dropped:2 overruns:0 frame:0
     TX packets:11 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
     collisions:0 txqueuelen:1000 
     RX bytes:33840 (33.8 KB) TX bytes:1170 (1.1 KB)

lo    Link encap:Local Loopback 
     inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
     inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
     UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1
     RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
     TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
     collisions:0 txqueuelen:0 
     RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)

在容器外，配置 OpenvSwitch 的网桥 br0 内部接口地址为 172.17.42.2/16（只要与所挂载容器 IP 在同一个子网内即可）。

$ sudo ifconfig br0 172.17.42.2/16

测试连通

经过上面步骤，容器已经连接到了网桥 br0 上了，拓扑如下所示。

容器（172.17.0.2/16）<--> br0 网桥 <--> br0 内部端口（172.17.42.2/16）

此时，在容器内就可以测试是否连通到网桥 br0 上了。

root@298bbb17c244:/# ping 172.17.42.2
PING 172.17.42.2 (172.17.42.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.42.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.874 ms
64 bytes from 172.17.42.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.079 ms
^C
--- 172.17.42.2 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.079/0.476/0.874/0.398 ms

在容器内也可以配置默认网关为 br0 接口地址。

root@298bbb17c244:/# route add default gw 172.17.42.2

另外，删除该接口的命令为

$ sudo. /ovs-docker del-port br0 eth0 <CONTAINER_ID>

实际上，Docker 社区也已经有讨论对 OpenvSwitch 的支持了。 在 Docker 原生支持 OpenvSwitch 之前，用户可以通过编写脚本或更高级的工具来让这一过程自动化。