摘要：本文將描述以下內(nèi)容框架模的實現(xiàn)原理框架模型下的網(wǎng)絡(luò)模型如上所示。的一種典型實現(xiàn)是。將這些加入到，即實現(xiàn)了多個的互通。注意三種接口都有其對應(yīng)的實現(xiàn)如接口的實現(xiàn)為。而插件型的是運行在上，通過通道與之間進行通信。

Libnetwork是從docker1.6開始，逐漸將docker項目中的網(wǎng)絡(luò)部分抽離出來形成的Lib，作用是為其他應(yīng)用程序(如docker engine)提供一套抽象的容器網(wǎng)絡(luò)模型，該模型也被稱為Container Network Model，簡稱CNM。本文將描述以下內(nèi)容

CNM框架模

Libnetwork的實現(xiàn)原理

plugin demo

CNM模型下的docker網(wǎng)絡(luò)模型如上所示。它由Sandbox, Endpoint, Network 三種組件組成。注意，該模型只是規(guī)定了三種組件各自的作用，他們都有各自的具體實現(xiàn)方式。
Sandbox: Sandbox包含了一個Container的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的配置，如網(wǎng)卡Interface，路由表等。Sandbox在Linux上的典型實現(xiàn)是Network namespace。在Linux系統(tǒng)上的docker環(huán)境中，Container，Network namespace，Sandbox 這三者是綁定在一起的。一個Sandbox可以包含多個Endpoint，這些Endpoint 可以來自多個Network
Endpoint: Sandbox加入Network的方式是通過Endpoint完成的。Endpoint的典型實現(xiàn)方式是veth pair，每個Endpoint 都是由某個Network創(chuàng)建，創(chuàng)建后，它就歸屬于該Network，同時，Endpoint還可以加入(Join)一個Sandbox，加入后，相當(dāng)于該Sandbox也加入了此Network。
Network:Network的一種典型實現(xiàn)是Linux bridge。一個Network可以創(chuàng)建多個Endpoint。將這些Endpoint加入到Sandbox，即實現(xiàn)了多個Sandbox的互通。

總結(jié)起來：如果要想兩個Container之間可以直接通信，那么最簡單的辦法就是由一個Network創(chuàng)建兩個Endpoint，分別加入這兩個Container對應(yīng)的Sandbox。

注意: 不同Network之間默認的隔離性是docker通過設(shè)置iptables完成的，通過改變iptables的設(shè)置，可以使得兩個Network互通。

LibNetwork是CNM框架的實現(xiàn)，Network、Sandbox、Endpoint三種接口描述了前面的三種組件，三種接口分別在network.go 、sandbox.go 、 endpoint.go實現(xiàn)

三個接口需要實現(xiàn)的方法的關(guān)系如上圖所示。注意：三種接口都有其對應(yīng)的實現(xiàn)(如Network接口的實現(xiàn)為network)。

NetworkController 為 docker engine提供創(chuàng)建Network的API，比如我們在使用命令 docker network create 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)時，都是通過controller創(chuàng)建。

除此之外NetworkController接口的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)controller還維護了一張Driver的注冊表(Registry),它記錄了所有支持的Driver

Driver 每個Network都有對應(yīng)的底層Driver，這些Driver負責(zé)在主機上真正實現(xiàn)需要網(wǎng)絡(luò)功能(如創(chuàng)建Veth設(shè)備)。Driver有兩種類型：1. 內(nèi)置型(如Bridge Host None) 2. 插件型。

無論是哪種類型，其工作方式都類似，docker engine發(fā)送請求，Libnetwork做一些框架性的動作，然后將請求傳給Driver做一些特異性的動作。兩者的差別在于，內(nèi)置性的Driver是內(nèi)置在Libnetwork內(nèi)部，它們也就是docker原生支持的網(wǎng)絡(luò)類型。而插件型的Driver是運行在Host上，通過socket通道與Libnetwork之間進行通信。

在 controller.go 中的 New() 是創(chuàng)建controller的入口。

func New(cfgOptions ...config.Option) (NetworkContriller, error) {
     c := controller{
         id: stringid.GenerateRandomID();
         sandboxes: sandboxTable{},
         .....
     }
     drvRegistry, err := drvregistry.New(......)
     for _, i := range getInitizers(c.cfg.Daemon.Experimental){
         drvRegistry.AddDriver(i.ntype,i.fn, dcfg)
     }
    
     c.drvRegistry = drvRegistry
}

可以看到，首先是創(chuàng)建controller，此外 它還創(chuàng)建了drvRegistry記錄注冊的Driver，并將 getInitizers() 的返回內(nèi)置型的 Driver 添加到 drvRegistry 上。

func getInitializers(experimental bool) []initialize ｛
    return []initializer {
        {bridge.Init, "bridge"},
        {host.Init, "host"},
        {macvlan.Init, "macvlan"},
        {null.Init, "null"},
        {remote.Init, "remote"},
        {overlay.Init, "overlay"},
        ......
    }
｝

getInitizers() 包含的內(nèi)置型Driver如上圖所示，其中的每一項的Init()方法會被調(diào)用

創(chuàng)建 network 的入口NewNetwork()同樣在controller.go中，它首先創(chuàng)建一個通用的 network 結(jié)構(gòu)，進而解析出 其Driver 類型，然后調(diào)用特定 Driver 的 CreateNetwork() 方法。注意，如果是該網(wǎng)絡(luò)的類型不在 drvRegistry 上，則 Libnetwork 會嘗試從 Plugin 路徑 (/var/run/docker/plugins) 尋找 plugin-name.sock .之后，向該 socket 發(fā)送創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)的 request

以 bridge 為例，其最后會調(diào)用到 drivers/bridge/bridge.go 的 createNetwork() 方法，該方法中，使用netlink提供的接口建立了 bridge net device

在使用 docker run 啟動容器時可以通過指定 -net 參數(shù)將容器連接到特定的網(wǎng)絡(luò)。入口是 docker 項目中的 container_operations.go 的 connectToNetwork() 方法

圖中左側(cè)部分是屬于 docker engine ，中間部分屬于 Libnetwork ， 右側(cè)部分屬于 Driver ?？梢运紫葎?chuàng)建Endpoint，創(chuàng)建 Sandbox 和 Endpoint，然后將 Endpoint 加入該 Sandbox 。

將 docker 原生 Bridge 網(wǎng)絡(luò)的功能插件化，制作名為 myPlugin 的網(wǎng)絡(luò)插件，效果和原生的 Bridge 一樣.

Code

root@sb:/home/yc# ls -l /run/docker/plugins/
total 0
srw-rw---- 1 root root 0 8月  26 14:41 myplugin.sock

root@sb:/home/yc# docker network create --driver myplugin mynet
460db416c6f90fb16c499c5fd56b5e984d6472a113f5d8ed3f8633174159aa53
root@sb:/home/yc# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
6f5763ae335d        bridge              bridge              local
71d355df68ec        host                host                local
460db416c6f9        mynet               myplugin            local
91360b8a5fe4        none                null                local
docker run -tid --net=mynet busybox
617a314c4f69f835ab1a4e5cf9ce211a55e4651be4fa47e4ebd849c34c192e9d

root@sb:/home/yc# docker network inspect mynet
[
    {
        "Name": "mynet",
        "Id": "460db416c6f90fb16c499c5fd56b5e984d6472a113f5d8ed3f8633174159aa53",
        "Created": "2018-08-26T14:42:51.998760172+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "myplugin",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "617a314c4f69f835ab1a4e5cf9ce211a55e4651be4fa47e4ebd849c34c192e9d": {
                "Name": "gallant_wozniak",
                "EndpointID": "90ce305bea6a2054ee953f6fcebd0d23c94058026ac594d686f4d731464d45d8",
                "MacAddress": "",
                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]