面试题：网络编程下Docker容器化应用的跨主机网络配置与故障排查

Question

假设你在网络编程中负责部署一个基于Docker容器化的分布式应用，需要实现容器跨主机通信。请阐述实现这一目标的网络配置步骤，并且说明在配置过程中可能遇到哪些常见故障以及如何进行排查。

Answer 1

网络配置步骤

1. 选择网络驱动：
   • 可以选择 overlay 网络驱动，这是Docker原生支持的用于跨主机容器通信的网络驱动。在每个主机上确保Docker服务运行。
   • 在创建 overlay 网络之前，要保证各个主机之间网络是可达的，例如通过配置合适的防火墙规则允许Docker相关端口通信（通常是TCP 2377用于集群管理，TCP和UDP 7946用于节点间通信，UDP 4789用于 overlay 网络流量）。
2. 初始化Swarm集群（如果使用Swarm模式）：
   • 在其中一台主机上运行 docker swarm init 命令来初始化Swarm集群。这台主机将成为管理节点。
   • 其他主机可以通过运行 docker swarm join 命令并提供管理节点的IP和加入令牌来加入集群。
3. 创建overlay网络：
   • 在管理节点上运行 docker network create -d overlay <network - name> 命令来创建 overlay 网络。例如 docker network create -d overlay my - overlay - net。
   • 容器创建时可以通过 --network=<network - name> 参数加入这个 overlay 网络，例如 docker run -d --name my - container --network my - overlay - net my - image。
4. IPAM（IP地址管理）配置（可选）：
   • 可以自定义 overlay 网络的IP地址范围等IPAM配置。例如，可以使用 --subnet 参数指定子网，如 docker network create -d overlay --subnet=10.0.0.0/24 my - overlay - net。

常见故障及排查方法

1. 容器无法连接到overlay网络：
   • 故障原因：网络驱动未正确安装或配置，或者主机之间网络隔离问题。
   • 排查方法：
     • 检查Docker服务日志（通常在 /var/log/docker.log 等位置），查看是否有关于网络驱动加载失败的错误信息。
     • 确保主机之间的网络连接正常，使用 ping 命令测试主机间连通性，同时检查防火墙规则是否允许Docker相关端口通信。
2. 跨主机容器间无法通信：
   • 故障原因：可能是 overlay 网络创建失败，或者容器未正确加入网络。
   • 排查方法：
     • 使用 docker network inspect <network - name> 命令检查 overlay 网络的配置和状态，确认网络是否正常创建且容器已正确加入。
     • 检查容器内的网络配置，例如使用 ip addr 等命令查看容器内的网络接口和IP地址是否正确配置。
3. 网络性能问题：
   • 故障原因：可能是网络带宽不足，或者网络拓扑存在瓶颈。
   • 排查方法：
     • 使用网络性能测试工具如 iperf 在容器间进行带宽测试，确定是否存在带宽瓶颈。
     • 检查网络拓扑，确认网络设备（如交换机、路由器）的配置和性能是否正常。