[Docker] 도커 네트워크

Docker

[Docker] 도커 네트워크

문승주 2024. 7. 19. 09:24

본 내용은 인프런의 데브위키님의 강의 "개발자를 위한 쉬운 도커" 내용을 바탕으로 정리한 내용입니다.

컨테이너 가상화

서버 한대를 여러 컨테이너로 격리하는 기술

가상 네트워크

서버 한대 안에서 여러 네트워크를 구성하는 기술

도커의 가상 네트워크 구성

1. 가상의 네트워크 브릿지 생성

도커 실행시 가상의 네트워크 브릿지 네트워크와 가상의 공유기인 docker 0를 생성한다.

2. 컨테이너에 가상의 IP 할당

docker 0은 도커에서 브릿지로 가상의 ip를 할당받는데 일반적으로 172.17.0.1의 IP를 할당받는다.
여기서 가상의 IP는 실존하는 IP가 아닌 PC안에서 논리적으로 정의되어 있는 가상의 IP이다.
도커에서 컨테이너를 실행하면 브릿지 네트워크의 IP 주소 범위 안에서 IP 주소를 하나 할당한다.

3. 컨테이너간의 통신 전달

도커의 브릿지 네트워크는 컨테이너들에게 IP를 할당하고 컨테이너들끼리 통신할 수 있게 만들어 줄 수 있다.
브릿지를 통해 컨테이너 끼리 통신할 수 있다.

SDN(Software Defined Network)

논리적으로 네트워크 환경을 구성하는 기술

그림 1) 가상 네트워크 구조

![[Pasted image 20240331220947.png]]

iptables이란?

리눅스에서 네트워크 패킷을 필터링하고 변환하는 데 사용되는 패킷 필터링 프레임워크입니다.
도커는 iptables를 사용하여 호스트 머신의 네트워크 트래픽을 관리하고, 컨테이너 간 및 호스트와 컨테이너 간의 통신을 처리한다.

그림 2) 가상 네트워크에서의 네트워크 신호

![[Pasted image 20240331224544.png]]

도커는 컨테이너의 통신을 위해서 브릿지 네트워크를 정의하고 호스트 OS의 가상 인터페이스들을 생성한다.
호스트 OS의 IP Tables 규칙을 관리하면서 가상 인터페이스 간의 통신 규칙을 만든다.
사용자는 별도의 설정을 하지 않아도 브릿지 네트워크에서 생성된 컨테이너들끼리 통신할 수 있다.
도커는 가상 네트워크안에서 여러개의 브릿지 네트워크를 관리할 수 있다.

그림 2) 도커 네트워크간 통신관련 명령어

![[Pasted image 20240331213219.png]]

그림 3) 도커 네트워크 통신 실습 브릿지 구성

![[Pasted image 20240331225126.png]]

예시 1) 가상 네트워크 정보 확인 및 컨테이너 간 통신 실습

네트워크및IP 확인(Shell1)

# 1. 네트워크 리스트 조회
docker network ls
# 브릿지 네트워크 상세조회 - 서브넷과 게이트웨이를 확인할 수 있다.
docker network inspect bridge
# Subnet : 네트워크 안에서 생성되는 컨테이너들이 할당받는 IP 범위
# ex) 172.17.0.0/16 > (172.17.0.0 ~ 172.17.255.255)
# Gateway : 도커 브릿지의 IP 주소

# 2. 새로운 네트워크 생성
docker network create --driver bridge --subnet 10.0.0.0/24 --gateway 10.0.0.1 second-bridge
docker network ls
docker network inspect second-bridge
# Shell2로 이동 ====>(다음 페이지)

# 5. 컨테이너의 네트워크 확인
docker ps
# 컨테이너의 네트워크 정보 조회
docker container inspect ubuntuA
docker container inspect ubuntuB
docker container inspect ubuntuC
# Shell2로 이동 ====>(다음 페이지)

ubuntuA 컨테이너생성 (Shell2)

# 3. ubuntuA, ubuntuB 컨테이너생성후ubuntuB연결
docker run -d --name ubuntuA  devwikirepo/pingbuntu
docker run -it --name ubuntuB devwikirepo/pingbuntu bin/bash
# Shell3로이동====>
# 6. ubuntuA의IP로Ping 테스트
ping 172.17.0.2 
# 통신 성공

# 7. ubuntuC의IP로Ping 테스트
ping 10.0.0.2
# 통신 실패
# Shell3로이동====>

ubuntuA 컨테이너생성 (Shell3)

# 4. ubuntuC 컨테이너를second-bridge네트워크에생성
docker run -it --network second-bridge --name ubuntuC devwikirepo/pingbuntu bin/bash
# <==== Shell1로이동(전페이지)
# 8. ubuntuA의IP로Ping 테스트
ping 172.17.0.2
# 통신 실패

# 9. Ctrl+C로탈출후컨테이너및네트워크삭제
docker rm -f ubuntuA ubuntuB ubuntuC
docker network rm second-bridge
# ====> 실습종료

실습결과 : 같은 컨테이너 끼리는 통신이 가능하나 다른 컨테이너로 통신은 불가한다.

도커 네트워크의 포트포워딩 기술

컨테이너 내부의 포트를 호스트 시스템의 포트와 연결하는 기술

그림 4) 포트포워딩

![[Pasted image 20240406235317.png]]

내부 컨테이너에서 외부의 다른 서버로 접근하려면 서버간의 물리적인 네트워크 연결이 되어 있어야 한다.
외부 서버에서 내부 컨테이너로 접근할 때는 외부에서 접근시 사용자가 지정한 컨테이너로 전달되도록 포트포워딩을 등록해야 한다.

그림 5) 포트포워딩 명령어

![[Pasted image 20240331214141.png]]

그림 6) 포트포워딩 실습 네트워크 지도

![[Pasted image 20240407110527.png]]

![[Pasted image 20240407110602.png]]

예시 2) 포트포워딩 실습

# 1. 포트포워딩 없이 nginx 실행
docker run -d --name nginx nginx
# 컨테이너 상세 정보 확인
docker container inspect nginx

# 2. 포트포워딩을 설정한 nginx 실행
# 8001 포트에 nginx 실행 및 localhost:8001 접속
docker run -d -p 8001:80 --name nginx2 nginx

# 포트포워딩을 설정한 envnodecolorapp  실행
#3. 8002 포트에 redapp실행 및 127.0.0.1:8002 접속 > localhost:8082와 같다
docker run -d -p 8002:3000 --name redColorApp --env COLOR=red devwikirepo/envnodecolorapp

# 4. 8003 포트에 blueapp실행 및 ipconfig로 찾은 IP주소:8003 접속
docker run -d -p 8003:3000 --name blueColorApp --env COLOR=blue devwikirepo/envnodecolorapp

# 5. 8003 포트에 yelloapp 실행 시도
docker run -d -p 8003:3000 --name yellowColorApp --env COLOR=yellow devwikirepo/envnodecolorapp
# 실행 결과 : 포트 충돌 에러 발생

# 6. 8004 포트에 greenapp 실행 및 접속(애플리케이션과 다른 포트) 
# 3030포트는 애플리케이션이 사용하지 않는 포트
docker run -d -p 8004:3030 --name greenColorApp --env COLOR=green devwikirepo/envnodecolorapp
# 실행결과 : 컨테이너는 정상적으로 실행되나 포트포워딩된 3030포트를 찾지 목하기에 정상적인 응답이 돌아오지 않는다.

# 6. 컨테이너 삭제
docker rm -f nginx redColorApp blueColorApp yellowColorApp greenColorApp

DNS란?

인터넷 상에서 도메인 이름을 IP 주소로 변환하거나, 그 반대의 역할을 하는 시스템
기본으로 생성된 브릿지 네트워크는 DNS 기능이 제공되지 않고, 사용자가 직접 생성한 브릿지만 컨테이너의 이름을 통해서 통신할 수 있다.
도메인 주소를 사용하면 IP 주소가 바뀌는 환경에서도 다른 서버들이 영향을 받지 않고 연결이 지속되어 이루어진다.

그림 5) DNS 서버

![[Pasted image 20240407111458.png]]

예시 3) 도커 DNS 실습

Shell1

# 1. 새로운 브릿지 네트워크 생성
docker network create --driver bridge --subnet 10.0.0.0/24 second-bridge

# second-bridge 생성 확인
docker network ls

# 2. containerA 실행 및 DNS서버주소확인
docker run -it --network second-bridge --name containerA devwikirepo/pingbuntu bin/bash

# 컨테이너에 설정되어 있는 DNS 서버 정보 확인
cat /etc/resolv.conf

# 3.핑 테스트
ping containerB
# 실행 결과 : 컨테이너 생성전이기에 도메인서버에 등록된 이름이 없다는 에러 발생
# Shell2로이동====>

# 5. containerB 실행 후 Ping 테스트
ping containerB
# 실행 결과 : ping 정상적으로 수행
# Shell2로이동====>

# 7. containerB 삭제후Ping 테스트
ping containerB
# 실행 결과 : 도메인서버에 등록된 이름이 없다는 에러 발생
Shell2로이동====>

Shell2

# 4. containerB 실행
docker run -d --network second-bridge --name containerB devwikirepo/pingbuntu
docker inspect containerB
# <==== Shell1로이동

# 6. containerB 삭제
docker rm -f containerB 
# <==== Shell1로이동

# 8. containerA및network 살제
docker rm -f containerA 
docker network rm second-bridge
# ====> 실습종료

브릿지네트워크(Bridge)

도커 브릿지를 활용해 컨테이너간 통신, NAT 및 포트포워딩 기술을 활용해 외부 통신지원

호스트 네트워크(Host)

호스트의 네트워크를 공유, 모든 컨테이너는 호스트 머신과 동일한 IP를 사용, 포트 중복 불가능

오버레이네트워크(Overlay)

Kubernetes에서 사용, 호스트 머신이 다수일 때 네트워크 관리 기술

Macvlan 네트워크

컨테이너에 MAC 주소를 할당하여 물리 네트워크 인터페이스에 직접 연결

예시 4) Leafy 애플리케이션 구성 및 실행

docker network create leafy-network
# => 애플리케이션의 네트워크 생성

docker run -d --name leafy-postgres --network leafy-network devwikirepo/leafy-postgres:1.0.0
# => 네트워크 지정

docker run -d -p 8080:8080 -e DB_URL=leafy-postgres --network leafy-network --name leafy devwikirepo/leafy-backend:1.0.0
# => 8080포트 포트포워딩 => DB접속 URL을 postgres 컨테이너의 이름으로 지정

docker run -d -p 80:80 --network leafy-network --name leafy-front devwikirepo/leafy-frontend:1.0.0
# => 80포트 포트포워딩

docker ps

# 2. 구성 환경 삭제
docker rm -f leafy-front leafy leafy-postgres

프론트엔드 컨테이너는 HostOS의 80 포트로 접속
백엔드 컨테이너는 HostOS의 8080포트로 접속
데이터베이스 컨테이너는 포트포워딩 없이 외부에서 접근 불가 - 내부 DNS서버에 등록된 레코드를 통해 백엔드 컨테이너에서 leafy-postgres로 접속