“深入理解网络科学与自定义网络构建“

深入理解网络科学与自定义网络构建

网络概念

1.1 什么是网络？

在计算机科学中，网络是一种将多个设备连接在一起，实现信息共享和通信的技术。网络的发展可以追溯到20世纪，最早用于军事通信。随着互联网的普及，网络变得无处不在。现代网络分层模型包括OSI模型和TCP/IP模型，每一层都有特定的功能和责任。

子网掩码

互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。
子网掩码是“255.255.255.0”的网络：
最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。
子网掩码是“255.255.0.0”的网络：
后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供2552个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是2552-2，即65023个。IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地主机不在同一子网内的目标主机的数据，会因为错误的判断而认为目标主机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目标主机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负
担，造成网络效率下降。
因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。如果一个网络的规模不超过254台电脑，采用“255.255.255.0”作为子网掩码就可以了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“255.255.255.0”是最常用的IP地址子网掩码；假如在一所大学具有1500多台电脑，这种规模的局域网可以使用“255.255.0.0”。

网关

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。
路由器（Windows下叫默认网关，网关就是路由，路由就是网关不要蒙）

规则

计算机的IP地址由两部分组成，一部分为网络标识，一部分为主机标识，同一网段内的计算机网络部分相同，主机部分不同同时重复出现。路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。通过设置网络地址和主机地址，在互相连接的整个网络中保证每台主机的IP地址不会互相重叠，即IP地址具有了唯一性。
在计算机网络中，主机ID全部为0的地址为网络地址，而主机ID全部为1的地址为广播地址这2个地址是不能分配给主机用的。

网络模式

docker网络配置

当你安装了docker,它会自动创建3个网络，可以使用 docker network ls 命令来查看

当你运行一个容器的时候，可以使用–network参数来指定你的容器连接到哪一个网络。

bridge模式

当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机上启动的Docker容器会连
接到这个虚拟网桥上。

虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。
从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。

在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备，Docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中，并命名
为eth0（容器的网卡），另一端放在主机中，以vethxxx这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入
到docker0网桥中。

bridge模式是docker的默认网络模式，不写–net参数，就是bridge模式。

• 查看bridge信息

docker inspect bridge

• 打开容器

docker run -itd --net=bridge --name cname iname

• 查看docker0网桥

ip addr

• 查看容器网络

ifconfig

docker0就像是一个路由器，容器就像是路由器下的设备，它们在同一个网段内，可以互相ping通。

• 外部访问
  设置端口映射

docker run -itd --name bridge03 -p 8081:8080 spring:1.0

-p参数可以出现多次，绑定多个端口号
docker run -itd --name bridge05 -p 8082:8080 -p 8083:8080 spring:1.0

host模式

如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace，而是
和宿主机共用一个Network Namespace。
容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。
但是，容器的其他方面，如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的。

docker run -itd --name host01 --net=host spring:1.0

none模式

没有网络

使用自定义网络

创建两个容器
docker run -it --name c1 centos
docker run -it --name c2 centos

ip：172.17.0.2和172.17.0.3
在03是能ping到02的

案例:
我的文件夹/soft，先清空，然后放war包
然后运行下面代码

docker run -it \
--name t1 \
-p 8080:8080 \
-v /s		oft:/usr/local/tomcat/webapps \
tomcat:8.5.20

此时访问项目会报错，因为没有连接MySQL

新建文件

在conf里面放入my.cnf
切回data目录
运行

docker run \
--name m1 \
-v /mysql/conf/my.cnf:/etc/my.cnf \
-v /mysql/data:/var/lib/mysql \
--privileged=true \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
-d mysql/mysql-server:5.7

进入mysql容器
docker exec -it m1 bash
然后登录

赋予权限,支持远程访问
grant all on . to yh@‘%’ identified by ‘123456’;
退出去
重启容器
docker restart m1

改yml文件

改访问路径和用户名

此时运行m1tomcat就可访问了

网桥中id只能自动生成
极度不方便使用
所以自定义网络
把之前的都删掉

创建网络
docker network create --subnet=172.20.0.0/16 mynet

然后运行

docker run -it \
--name t1 \
-p 8080:8080 \
-v /soft:/usr/local/tomcat/webapps \
--net mynet \
--ip 172.20.0.100 \
tomcat:8.5.20

Ctrl+p,Ctrl+q退出不关
输入

docker run \
--name m1 \
-v /mysql/conf/my.cnf:/etc/my.cnf \
-v /mysql/data:/var/lib/mysql \
--privileged=true \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
--net mynet \
--ip 172.20.0.200 \
-d mysql/mysql-server:5.7

mysql创建好了

再创建一个

docker run -it \
--name c1 \
--net mynet \
--ip 172.20.100.100 \
-d centos

进入容器
docker exec -it c1 bash

ping成功

ping 名字也可以

让c1连接到bridge网络中
docker network connect bridge c1

结语

通过深入理解网络科学与自定义网络构建，我们可以更好地应对不同网络场景下的挑战，实现更灵活、高效的网络通信。希望本文能够为读者提供深入的网络知识与实际操作指导。