Docker Swarm 容器与普通 Docker 容器的网卡差异

问题背景

在 Docker Swarm 网络空间启动的容器有两张网卡（eth0 和 eth1），而普通 Docker 容器只有一张网卡（eth0）。以下通过分析 ip addr show 和 ip link show 的输出，解释原因。

命令输出解析

Docker Swarm 容器（ip addr show）

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft forever
36: eth0@if37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1450 qdisc noqueue state UP link/ether 02:42:0a:00:01:06 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 10.0.1.6/24 brd 10.0.1.255 scope global eth0valid_lft forever preferred_lft forever
38: eth1@if39: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP link/ether 02:42:ac:12:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 172.18.0.3/16 brd 172.18.255.255 scope global eth1valid_lft forever preferred_lft forever

• lo：回环接口，IP 为 127.0.0.1/8，用于本地通信。
• eth0：IP 为 10.0.1.6/24，MTU 为 1450，连接 overlay 网络，用于 Swarm 集群跨主机通信。
• eth1：IP 为 172.18.0.3/16，MTU 为 1500，连接桥接网络（如 docker_gwbridge），用于本地或外部通信。

普通 Docker 容器（ip link show）

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
40: eth0@if41: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

• lo：回环接口，功能同上。
• eth0：连接默认桥接网络（如 docker0），MTU 为 1500，IP 通常为 172.17.0.0/16 或类似范围。

为什么 Swarm 容器有两张网卡，普通容器只有一张？

1. 普通 Docker 容器网络

• 网络模式：默认使用桥接网络（bridge network，通常是 docker0 桥）。
• 网卡：只有一个网卡（eth0），IP 从默认子网分配（如 172.17.0.0/16）。
• 用途：适合单机环境，容器通过 docker0 与主机、其他容器或外部网络通信。
• 原因：普通容器网络需求简单，默认只连接单一桥接网络，除非手动配置其他网络（如 --network 参数）。

2. Docker Swarm 容器网络

• 网络模式：默认连接两种网络：
  • Overlay 网络（eth0，IP 如 10.0.1.6/24）：用于跨主机容器通信，基于 VXLAN 技术，MTU 较小（如 1450）。
  • 桥接网络（eth1，IP 如 172.18.0.3/16）：通常连接 docker_gwbridge，用于本地主机或外部网络通信，MTU 为 1500。
• 网卡：两张网卡，分别服务于 overlay 网络和桥接网络。
• 用途：支持分布式集群，overlay 网络实现跨主机通信，桥接网络确保外部访问。
• 原因：Swarm 模式为集群设计，自动分配 overlay 网络（即使单机运行）以支持服务发现和负载均衡，同时保留桥接网络以访问主机或公网。

3. 核心差异

• 普通容器：单机环境，单一桥接网络，网卡数量为 1。
• Swarm 容器：集群环境，overlay + 桥接网络，网卡数量为 2。
• Swarm 额外网卡的原因：
  • Overlay 网络为跨主机通信提供虚拟网络平面。
  • 桥接网络（docker_gwbridge）确保容器与外部世界的连接。
  • Swarm 的网络模型是为分布式系统设计的，即使单机运行也保留两张网卡。

实际场景对比

• 普通容器：
  • 命令：docker run --rm -it alpine sh
  • 网络：单网卡（eth0），连接 docker0，IP 如 172.17.0.2。
  • 场景：单机应用、开发测试。
• Swarm 容器：
  • 命令：docker service create --name my-service alpine sh
  • 网络：双网卡，eth0（overlay，IP 如 10.0.1.6），eth1（桥接，IP 如 172.18.0.3）。
  • 场景：分布式服务、微服务架构。

验证方法

• 普通容器：
  • 查看网络：docker network ls（仅 bridge 网络）。
  • 检查网卡：容器内运行 ip addr show，仅见 lo 和 eth0。
• Swarm 容器：
  • 查看网络：docker network ls（含 overlay 和 docker_gwbridge）。
  • 检查网卡：容器内运行 ip addr show，见 lo、eth0（overlay）、eth1（桥接）。

总结

普通 Docker 容器因单机环境需求简单，默认只有一张网卡（eth0），连接桥接网络。Docker Swarm 容器为支持集群通信，默认有两张网卡：eth0 用于 overlay 网络（跨主机通信），eth1 用于桥接网络（本地/外部通信）。这是 Swarm 网络模型为分布式系统设计的必然结果，即使在单机 Swarm 中也保留此配置。