53 | Linux网络虚拟化（下）：Docker所提供的容器通讯方案有哪些？
周志明
你好，我是周志明。今天我们接着上节课介绍的 Linux 网络知识，继续来学习它们在虚拟化网络方面的应用，从而为后续学习容器编排系统、理解各个容器是如何通过虚拟化网络来协同工作打好基础。
虚拟化网络设备
首先我们要知道，虚拟化网络并不需要完全遵照物理网络的样子来设计。不过，由于现在大量现成的代码，原来就是面向于物理存在的网络设备来编码实现的，另外也有出于方便理解和知识继承方面的考虑，因此虚拟化网络与物理网络中的设备还是具有相当高的相似性。
所以接下来，我就会从网络中那些与网卡、交换机、路由器等对应的虚拟设施，以及如何使用这些虚拟设施来组成网络入手，给你介绍容器间网络的通信基础设施。
好了，我们开始吧。
网卡：tun/tap、veth
首先是虚拟网卡设备。
目前主流的虚拟网卡方案有tun/tap和veth两种，其中 tun/tap 出现得时间更早，它是一组通用的虚拟驱动程序包，里面包含了两个设备，分别是用于网络数据包处理的虚拟网卡驱动，以及用于内核空间与用户空间交互的字符设备（Character Devices，这里具体指/dev/net/tun）驱动。
大概在 2000 年左右，Solaris 系统为了实现隧道协议（Tunneling Protocol）开发了这套驱动，从 Linux Kernel 2.1 版开始，tun/tap 移植到了 Linux 内核中，当时它是作为源码中的可选模块，而在 2.4 版之后发布的内核，都会默认编译 tun/tap 的驱动。tun 和 tap 是两个相对独立的虚拟网络设备，其中 tap 模拟了以太网设备，操作二层数据包（以太帧），tun 则是模拟了网络层设备，操作三层数据包（IP 报文）。
公开
同步至部落
取消
完成
0/2000
荧光笔
直线
曲线笔记
复制
AI
- 深入了解
- 翻译
- 解释
- 总结
本文深入介绍了Linux Bridge作为虚拟交换机的工作原理和应用场景，以及与其他虚拟交换机方案的比较。通过二层转发机制，Linux Bridge实现了容器间的网络通信，并支持将数据包接入到主机的三层协议栈中，实现三层路由。此外，文章还详细解释了VXLAN作为一种Overlay网络的原理和应用，以及其对网络基础设施的要求和带来的灵活性、扩展性和可管理性。VXLAN的报文结构和对传输效率、性能的影响也得到了详细解释。另外，文章还介绍了MACVLAN作为一种网络设备虚拟化的方式，以及其在虚拟交换机中的应用和优势。通过深入讲解Linux Bridge和VXLAN的工作原理，本文为读者提供了深入了解容器通讯方案和Overlay网络的基础知识。文章内容涵盖了虚拟交换机、Overlay网络和网络设备虚拟化等技术，为读者提供了全面的网络虚拟化知识。
该试读文章来自《周志明的软件架构课》，如需阅读全部文章，
请先领取课程
请先领取课程
免费领取
© 版权归极客邦科技所有，未经许可不得传播售卖。 页面已增加防盗追踪，如有侵权极客邦将依法追究其法律责任。
登录 后留言
全部留言(15)
- 最新
- 精选
而立斋周老，这篇近一万字，这是咋积累起来的呀。作者回复: 字数什么的不是重点……我只是想说，我并没有那么老，囧。
2021-03-30817
Demon.Lee终于知道为啥有个专业叫 网络工程 了，我已零乱……😭2021-04-239
Dlx-153“应用程序调用 Socket API 发送数据，此时生成的原始数据包为：a. 源 MAC：veth0 的 MACb. 目标 MAC：网关的 MAC（即网桥的 MAC）c. 源 IP：veth0 的 IP，即 192.168.31.1d. 目标 IP：外网的 IP，即 122.246.6.183” 有个问题：为啥这里的源IP（veth0的IP）= 192.168.31.1 ？namspace中的veth0的IP地址应该是192.168.1.10、192.168.1.11、192.168.1.12中的一个，如果按照此处的步骤描述“三个容器中的 veth0 网卡分配 IP 地址：192.168.1.10、192.168.1.11、192.168.1.12；”2021-08-1033
coder这一篇看了近两周2022-04-192
knife大佬 ，虽然Docker Swarm被淘汰了，但是Kubernetes flannel 有tun的有vxlan的还有路由的2022-02-152
偶系外星人惊叹于周老师的由远及近，深入浅出的表述能力，请问这个方面如何培养？ 另外，做了snat后回来的包不需要做dnat，查询snat会话就可以完成回程报文dip的转换2021-12-172
贝氏倭狐猴文中“Linux Bridge构建单IP容器网络”里面多次提到“veth0 的 IP，即 192.168.31.1”，是否应为“veth0 的 IP，即 192.168.1.10”？2021-08-222
zhanydTAP 设备与 TUN 设备工作方式完全相同，区别在于： tap 和 tun 虽然都是虚拟网络设备，但它们的工作层次还不太一样 TUN是一个点对点的三层设备（或网络层设备） TUN 设备的 /dev/tunX 文件收发的是 IP 层数据包，只能工作在 IP 层，无法与物理网卡做 bridge，但是可以通过三层交换（如 ip_forward）与物理网卡连通。 TAP设备是一个二层设备（或者以太网设备） TAP 设备的 /dev/tapX 文件收发的是 MAC 层数据包，拥有 MAC 层功能，可以与物理网卡做 bridge，支持 MAC 层广播2021-03-271
三三太顶了，待有空了细看2022-06-19
Stephen真的是巨佬，太牛逼了2022-06-17
收起评论