Docker開啟IPv6

背景知識

Docker 網絡

在 Docker 中，網絡是一個重要抽象。一個 Docker 可以有多個網絡，每個容器可以連接到一個或多個中。

docker 安裝完成后，會自動創建三個網絡，分別是 bridge、host 和 none。通過 docker network ls 命令可以查看：

NETWORKIDNAMEDRIVERSCOPE
11da7fc827b4bridgebridgelocal
4cd2eae9c4cdhosthostlocal
12730ca5becanonenulllocal

其中名字為 bridge 的 bridge 類型網絡，就是 docker 的默認網絡（docker run 默認使用的網絡）。

默認網絡的實現是在宿主機環境創建一個名為 docker0 的 bridge 設備，并為其配置一個私有網段的網關 IP 地址。通過 ip addr show docker0 可以查看更該設備信息。

3:docker0:mtu1500qdiscnoqueuestateUPgroupdefault
link/ether02xxxx:xxbrdffffff:ff
inet172.17.0.1/16brd172.17.255.255scopeglobaldocker0
valid_lftforeverpreferred_lftforever
inet6fe80:xxxxxx/64scopelink
valid_lftforeverpreferred_lftforever

docker bridge 網絡，在 IPv4 場景下拓撲如下所示（來自于：KVM + LinuxBridge 的網絡虛擬化解決方案實踐）：

+----------------------------------------------------------------+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
|Host|Container1|Container2|
||||
|+------------------------------------------------+|+-------------------------+|+-------------------------+|
||NewworkProtocolStack|||NewworkProtocolStack|||NewworkProtocolStack||
|+------------------------------------------------+|+-------------------------+|+-------------------------+|
|↑↑|↑|↑|
|............|.............|.....................................|...................|.....................|....................|....................|
|↓↓|↓|↓|
|+------++--------+|+-------+|+-------+|
||.3.101||.9.1|||.9.2|||.9.3||
|+------++--------++-------+|+-------+|+-------+|
||eth0||br0|<--->|veth|||eth0|||eth0||
|+------++--------++-------+|+-------+|+-------+|
|↑↑↑|↑|↑|
|||+-------------------------------------------+|||
||↓||||
||+-------+||||
|||veth|||||
||+-------+||||
||↑||||
||+-------------------------------------------------------------------------------|--------------------+|
|||||
|||||
|||||
+------------|---------------------------------------------------+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
↓
PhysicalNetwork(192.168.3.0/24)

通過 docker network inspect bridge 可以查看某該默認網絡配置：

[
{
"Name":"bridge",
"Id":"11da7fc827b4dxxx",
"Created":"2021-11-22T1203.408536176+08:00",
"Scope":"local",
"Driver":"bridge",
"EnableIPv6":false,
"IPAM":{
"Driver":"default",
"Options":null,
"Config":[
{
"Subnet":"172.17.0.0/16",
"Gateway":"172.17.0.1"
}
]
},
"Internal":false,
"Attachable":false,
"Ingress":false,
"ConfigFrom":{
"Network":""
},
"ConfigOnly":false,
"Containers":{
"0d744147030829f0247xx":{
"Name":"container1",
"EndpointID":"6f539a054ae35cbxx",
"MacAddress":"02xxxx:xx",
"IPv4Address":"172.17.0.14/16",
"IPv6Address":""
},
},
"Options":{
"com.docker.network.bridge.default_bridge":"true",
"com.docker.network.bridge.enable_icc":"true",
"com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade":"true",
"com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4":"0.0.0.0",
"com.docker.network.bridge.name":"docker0",
"com.docker.network.driver.mtu":"1500"
},
"Labels":{}
}
]

可以通過 docker network create 命令，創建一個自定義 bridge 網絡。關于，默認網絡和自定義 bridge，有如下不同：

自定義 bridge 網絡會使用 docker 內嵌的 dns server 服務，配置地址為 127.0.0.11，通過 iptables 轉發到 43747 端口。因此可以直接通過 container name 訪問同一個自定義網絡下的其他容器網絡。而默認網絡則不支持。

自定義 bridge 有更好的隔離性。

一個容器可以在運行時動態的連接/斷開一個自定義 bridge，默認網絡只能重新創建。

自定義 bridge 可以在創建的時候配置 Linux bridge，如果要修改默認網絡的 bridge 則需要重啟 docker daemon。因此，官方更推薦在生產環境使用自定義 bridge 而非默認網絡。

默認網絡支持 IPv6

本章節介紹的是如何配置默認的 bridge 網絡支持 ipv6。（未經過測試，僅供參考）

前置條件：確保自己的設備被分配了一個 IPv6。通過 ip addr show 查看當前設備的 IPv6。其輸出的物理網卡存在包含 inet6 和 scope global 的行時，表示該網卡支持 IPv6。需要注意的是：其 IPv6 地址的前綴不能是 /128，如果是 /128，建議通過 IPv6NAT 方式去支持 IPv6。

2:eth0:mtu1500qdiscmqstateUPgroupdefaultqlen1000
link/etherfaxxxx:xxbrdffffff:ff
inet10.227.8.141/22brd10.227.11.255scopeglobaleth0
valid_lftforeverpreferred_lftforever
inet62xxx:xxxx/64scopeglobal
valid_lftforeverpreferred_lftforever
inet6fe80:xxxxxxxx/64scopelink
valid_lftforeverpreferred_lftforever

修改 /etc/docker/daemon.json，其中 fixed-cidr-v6 是上一步獲取到的 IPv6 網段的子網（配置默認網絡，前綴長度最大為 /80）。

{
"ipv6":true,
"fixed-cidr-v6":"2xxx:/80"
}

reload 配置，docker daemon 將會使用 IPv6 網絡。

sudosystemctlreloaddocker

通過 docker network inspect bridge 命令檢查是否生效。若生效，則 EnableIPv6 值為 true，IPAM.Config[1].Subnet 是上一步配置的 fixed-cidr-v6。

注意經測試，如下場景可能不會生效：

/etc/docker/daemon.json 存在 "live-restore": true 字段。

reload 時有容器仍然存在。

根據眾多博客的說法，還需如下兩步：

/etc/sysctl.conf 添加，并執行 sysctl -f，配置宿主機和 docker0 網卡支持 NDP proxy。

#docker0是docker默認的網橋(bridge)
net.ipv6.conf.docker0.proxy_ndp=1
#eth0表示物理網卡，注意替換為物理網卡
net.ipv6.conf.eth0.proxy_ndp=1

默認的 ndp 鄰居發現配置僅允許單個 IP 配置。需要安裝 ndppd 服務來轉發鄰居發現消息（這一步還有一個替代方案：手動為每一個容器配置如：ip -6 neigh add proxy 2xxx:1 dev ens3，其中，2xxx:1 為容器的分配的 IPv6，ens3 為宿主機綁定 IPv6 的網卡）。

apt-getupdate-y
apt-getinstall-yndppd
cp/usr/share/doc/ndppd/ndppd.conf-dist/etc/ndppd.conf

更改 proxy eth0 { 行到宿主機綁定 IPv6 的網卡，如：proxy ens3 {。更改 rule 1111:: { 行為需要暴露的網段 2xxx:/80 {。最后執行 systemctl restart ndppd

注意：

本方法僅針對新裝 Docker 場景

本章節 和 自定義網絡支持 IPv6 配置的 IPv6 和 docker 默認 IPv4 是不同的。容器的 IPv6 用的不是私有網段，而是宿主機網絡或者是宿主機網絡的一個子網。因此，宿主機所在的網絡的所有實例可以直接通過 IPv6 的地址。也就是說：容器的所有端口對于 IPv6 來說都是公開的，而無需 public。而容器的 IPv4 分配的是私有網段，因此，容器網段和宿主機網段是通過 NAT 轉發數據的，因此宿主機所在網絡的其他實例是無法直接訪問容器。也就是說：容器的所有端口對于 IPv4 來說都是私有的，需 public 到 host 網絡才能被外部訪問到。

自定義網絡支持 IPv6

本章節介紹的是如何創建一個支持 IPv6 的 bridge 網絡。（未經過測試，僅供參考）

前置條件：確保自己的設備被分配了一個 IPv6。

創建一個支持 IPv6 的 bridge 網絡。其中 --subnet 參數為上一步獲取到的 IPv6 網段的子網（自定義 bridge 網絡，前綴長度不限制，可以大于于 80）。

dockernetworkcreatemy-net-ipv6--ipv6--subnet="2xxx:/80"

通過 docker network inspect my-net-ipv6 命令檢查是否生效。若生效，則 EnableIPv6 值為 true，IPAM.Config[1].Subnet 是上一步配置的 fixed-cidr-v6。

創建容器時，通過 --network my-net-ipv6 參數，給容器開啟 IPv6 網絡，如 docker run --network my-net-ipv6 -it busybox ip addr show，可以看到，網卡被分配了 IPv6 地址。

通過 IPv6NAT 方式支持 IPv6

測試可行，推薦使用該方式。

上文也提到，上文展示的方案，容器獲得的 IPv6 IP 并不是私有網絡 IP，是和外部網絡直接連通，而不會經過 NAT。在如下場景下，以上方式可能不能滿足要求：

安全性，要求容器的網絡是私有的，需要容器的網絡行為和 Docker IPv4 的行為一致，只有特定端口才能訪問。

宿主機處于一個很小范圍的網段（前綴大于 /80），如 xxx::xx/128，沒有多余的 IPv6 可以分給容器。此時就需要，給容器配置一個私有 IPv6 網段，并啟用 NAT。

但是 Docker 官方并沒有內置 IPv6 的 NAT，如果想要使用 IPv6 NAT，需要安裝外掛的 IPv6 啟動，參見：https://github.com/robbertkl/docker-ipv6nat。

有這些準備后，實施步驟如下所示：

使用如下命令，后臺啟動 IPv6 NAT（通過 --restart always 配置了開機自啟）。

dockerrun-d--nameipv6nat--privileged--networkhost--restartalways-v/var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock:ro-v/lib/modules:/lib/modules:rorobbertkl/ipv6nat

和 自定義網絡支持 IPv6 類似，創建一個支持 IPv6 的 bridge 網絡。其中 --subnet 參數為 fe80::/10 的一個子網。

dockernetworkcreatemy-net-ipv6--ipv6--subnet="fd00:1/80"--gateway="fd00:1"

通過 docker network inspect my-net-ipv6 命令檢查是否生效。若生效，則 EnableIPv6 值為 true，IPAM.Config[1].Subnet 是上一步配置的 fixed-cidr-v6。

創建容器時，通過 --network my-net-ipv6 參數，給容器開啟 IPv6 網絡，如 docker run --network my-net-ipv6 -it busybox sh：

ip addr show ，可以看到，網卡被分配了 IPv6 地址。 wget https://ipv6.icanhazip.com -O /dev/stdout 2>/dev/null 可以看到出網 IPv6 地址。

審核編輯：湯梓紅