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# Docker 中怎么搭建 Overlay 网络
## 1. Overlay 网络概述
### 1.1 什么是 Overlay 网络
Overlay 网络是一种构建在现有物理网络之上的虚拟网络层，它通过封装技术（如 VXLAN、GRE 等）在底层网络上创建一个逻辑网络。在 Docker 环境中，Overlay 网络允许多个 Docker 主机上的容器相互通信，就像它们在同一个网络中一样。
关键特性：
- 跨主机容器通信
- 网络隔离
- 自动服务发现
- 加密通信（可选）
### 1.2 Overlay 网络的应用场景
1. **多主机容器通信**：当容器分布在多个 Docker 主机上时
2. **微服务架构**：服务需要跨节点相互发现和通信
3. **混合云环境**：容器运行在不同云提供商或数据中心的场景
4. **网络隔离需求**：不同项目/团队需要独立的网络空间
## 2. 搭建前的准备工作
### 2.1 环境要求
- **Docker 版本**：17.06 或更高版本（推荐最新稳定版）
- **操作系统**：支持 Docker Engine 的 Linux 发行版
- **网络配置**：
- 主机间 TCP/UDP 端口可达（默认 2377/tcp, 7946/udp, 4789/udp）
- 关闭防火墙或配置适当规则
### 2.2 初始化 Docker Swarm 集群
Overlay 网络需要 Docker Swarm 模式支持，首先初始化 Swarm：
```bash
# 在第一个节点上初始化 Swarm
docker swarm init --advertise-addr <MANAGER-IP>
# 在其他节点上加入 Swarm
docker swarm join --token <TOKEN> <MANAGER-IP>:2377
验证 Swarm 状态：
docker node ls
docker network create \
--driver overlay \
--subnet 10.0.0.0/24 \
--attachable \
my-overlay-net
参数说明：
- --driver overlay：指定网络驱动类型
- --subnet：定义网络子网（可选）
- --attachable：允许非 Swarm 服务容器连接
- my-overlay-net：自定义网络名称
自定义 MTU 大小：
docker network create \
--driver overlay \
--opt com.docker.network.driver.mtu=1400 \
my-overlay-net
启用加密：
docker network create \
--driver overlay \
--opt encrypted \
secure-overlay
自定义 VXLAN ID：
docker network create \
--driver overlay \
--opt com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list=4096 \
custom-vxlan-net
docker service create \
--name web \
--network my-overlay-net \
-p 8080:80 \
nginx:alpine
# 创建后端服务
docker service create \
--name backend \
--network my-overlay-net \
redis:alpine
# 创建前端服务
docker service create \
--name frontend \
--network my-overlay-net \
-p 80:80 \
my-web-app-image
docker run -itd \
--name standalone-container \
--network my-overlay-net \
busybox
查看所有网络：
docker network ls
查看网络详情：
docker network inspect my-overlay-net
在容器内测试连通性：
docker exec -it <container-id> ping <another-container>
删除网络：
docker network rm my-overlay-net
更新网络配置：
docker network update \
--config-only \
--subnet 10.0.0.0/24 \
--gateway 10.0.0.1 \
my-overlay-net
创建加密的 Overlay 网络：
docker network create \
--driver overlay \
--opt encrypted \
secure-overlay
限制网络访问：
docker service create \
--name db \
--network my-overlay-net \
--network-alias database \
--label com.docker.network.allow.other_networks=false \
postgres:13
确保以下端口开放： - TCP 2377：集群管理通信 - TCP/UDP 7946：节点间通信 - UDP 4789：VXLAN 数据流量
症状：容器间无法通信
排查步骤：
1. 检查 Swarm 节点状态：docker node ls
2. 验证网络连接：docker network inspect
3. 检查容器 IP 分配：docker inspect <container>
4. 测试基础连通性：ping 和 traceroute
优化建议：
- 调整 MTU 大小匹配底层网络
- 考虑使用 --opt encrypted=false 禁用加密（非敏感环境）
- 确保主机间网络延迟低
“network not manually attachable”：
添加 --attachable 标志重新创建网络
“endpoint already exists”： 重启 Docker 服务或删除冲突的网络端点
docker network create \
--driver overlay \
--subnet 10.0.1.0/24 \
--subnet 10.0.2.0/24 \
multi-subnet-overlay
Docker 默认会创建一个名为 ingress 的 Overlay 网络用于服务暴露。可以自定义：
docker network create \
--driver overlay \
--ingress \
--subnet 10.11.0.0/16 \
custom-ingress
docker network create \
--driver overlay \
--ipv6 \
--subnet 2001:db8::/64 \
ipv6-overlay
# 创建专用 Overlay 网络
docker network create --driver overlay microservices-net
# 部署各微服务
docker service create --name user-service --network microservices-net user-service:1.0
docker service create --name order-service --network microservices-net order-service:1.0
docker service create --name api-gateway --network microservices-net -p 80:8080 api-gateway:1.0
# 在每个数据中心的 Swarm 节点上
docker network create \
--driver overlay \
--opt com.docker.network.driver.overlay.global=true \
global-net
选择合适的 MTU：
docker network create --opt com.docker.network.driver.mtu=1400 my-overlay
控制网络范围：避免过大的子网分配
节点布局：将频繁通信的容器部署在同一物理节点
网络监控：使用 docker stats 或第三方工具监控流量
| 方案 | 适用场景 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| Overlay 网络 | 跨主机通信 | 内置支持，配置简单 | 性能开销 |
| Host 网络 | 单主机高性能 | 零开销 | 无隔离 |
| Macvlan | 需要直接暴露到物理网络 | 高性能 | 配置复杂 |
| 第三方网络插件 (Calico/Weave) | 大规模生产环境 | 高级功能 | 额外依赖 |
Docker Overlay 网络为容器化应用提供了强大的跨主机通信能力，是构建分布式容器应用的理想选择。通过合理的配置和管理，可以实现： - 无缝的服务发现和通信 - 灵活的网络隔离 - 安全的跨数据中心连接
随着 Docker 技术的不断发展，Overlay 网络将继续成为容器网络解决方案的核心组件之一。
附录：常用命令速查表
| 命令 | 描述 |
|---|---|
docker network create --driver overlay |
创建 Overlay 网络 |
docker network inspect <name> |
查看网络详情 |
docker service create --network |
创建连接到网络的服务 |
docker network ls |
列出所有网络 |
docker network rm <name> |
删除网络 |
docker network connect |
连接容器到网络 |
docker network disconnect |
从网络断开容器 |
进一步学习资源： - Docker 官方文档 - Overlay 网络 - Docker 网络设计模式 - 深入理解 Docker Overlay 网络 “`
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