Docker开启IPv6

背景知识

Docker 网络

在 Docker 中，网络是一个重要抽象。一个 Docker 可以有多个网络，每个容器可以连接到一个或多个中。

docker 安装完成后，会自动创建三个网络，分别是 bridge、host 和 none。通过 docker network ls 命令可以查看：

NETWORKIDNAMEDRIVERSCOPE
11da7fc827b4bridgebridgelocal
4cd2eae9c4cdhosthostlocal
12730ca5becanonenulllocal

其中名字为 bridge 的 bridge 类型网络，就是 docker 的默认网络（docker run 默认使用的网络）。

默认网络的实现是在宿主机环境创建一个名为 docker0 的 bridge 设备，并为其配置一个私有网段的网关 IP 地址。通过 ip addr show docker0 可以查看更该设备信息。

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 网络，在 IPv4 场景下拓扑如下所示（来自于：KVM + LinuxBridge 的网络虚拟化解决方案实践）：

+----------------------------------------------------------------+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
|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)

通过 docker network inspect bridge 可以查看某该默认网络配置：

[
{
"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":{}
}
]

可以通过 docker network create 命令，创建一个自定义 bridge 网络。关于，默认网络和自定义 bridge，有如下不同：

自定义 bridge 网络会使用 docker 内嵌的 dns server 服务，配置地址为 127.0.0.11，通过 iptables 转发到 43747 端口。因此可以直接通过 container name 访问同一个自定义网络下的其他容器网络。而默认网络则不支持。

自定义 bridge 有更好的隔离性。

一个容器可以在运行时动态的连接/断开一个自定义 bridge，默认网络只能重新创建。

自定义 bridge 可以在创建的时候配置 Linux bridge，如果要修改默认网络的 bridge 则需要重启 docker daemon。因此，官方更推荐在生产环境使用自定义 bridge 而非默认网络。

默认网络支持 IPv6

本章节介绍的是如何配置默认的 bridge 网络支持 ipv6。（未经过测试，仅供参考）

前置条件：确保自己的设备被分配了一个 IPv6。通过 ip addr show 查看当前设备的 IPv6。其输出的物理网卡存在包含 inet6 和 scope global 的行时，表示该网卡支持 IPv6。需要注意的是：其 IPv6 地址的前缀不能是 /128，如果是 /128，建议通过 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 是上一步获取到的 IPv6 网段的子网（配置默认网络，前缀长度最大为 /80）。

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

reload 配置，docker daemon 将会使用 IPv6 网络。

sudosystemctlreloaddocker

通过 docker network inspect bridge 命令检查是否生效。若生效，则 EnableIPv6 值为 true，IPAM.Config[1].Subnet 是上一步配置的 fixed-cidr-v6。

注意经测试，如下场景可能不会生效：

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

reload 时有容器仍然存在。

根据众多博客的说法，还需如下两步：

/etc/sysctl.conf 添加，并执行 sysctl -f，配置宿主机和 docker0 网卡支持 NDP proxy。

#docker0是docker默认的网桥(bridge)
net.ipv6.conf.docker0.proxy_ndp=1
#eth0表示物理网卡，注意替换为物理网卡
net.ipv6.conf.eth0.proxy_ndp=1

默认的 ndp 邻居发现配置仅允许单个 IP 配置。需要安装 ndppd 服务来转发邻居发现消息（这一步还有一个替代方案：手动为每一个容器配置如：ip -6 neigh add proxy 2xxx:1 dev ens3，其中，2xxx:1 为容器的分配的 IPv6，ens3 为宿主机绑定 IPv6 的网卡）。

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

更改 proxy eth0 { 行到宿主机绑定 IPv6 的网卡，如：proxy ens3 {。更改 rule 1111:: { 行为需要暴露的网段 2xxx:/80 {。最后执行 systemctl restart ndppd

注意：

本方法仅针对新装 Docker 场景

本章节 和 自定义网络支持 IPv6 配置的 IPv6 和 docker 默认 IPv4 是不同的。容器的 IPv6 用的不是私有网段，而是宿主机网络或者是宿主机网络的一个子网。因此，宿主机所在的网络的所有实例可以直接通过 IPv6 的地址。也就是说：容器的所有端口对于 IPv6 来说都是公开的，而无需 public。而容器的 IPv4 分配的是私有网段，因此，容器网段和宿主机网段是通过 NAT 转发数据的，因此宿主机所在网络的其他实例是无法直接访问容器。也就是说：容器的所有端口对于 IPv4 来说都是私有的，需 public 到 host 网络才能被外部访问到。

自定义网络支持 IPv6

本章节介绍的是如何创建一个支持 IPv6 的 bridge 网络。（未经过测试，仅供参考）

前置条件：确保自己的设备被分配了一个 IPv6。

创建一个支持 IPv6 的 bridge 网络。其中 --subnet 参数为上一步获取到的 IPv6 网段的子网（自定义 bridge 网络，前缀长度不限制，可以大于于 80）。

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

通过 docker network inspect my-net-ipv6 命令检查是否生效。若生效，则 EnableIPv6 值为 true，IPAM.Config[1].Subnet 是上一步配置的 fixed-cidr-v6。

创建容器时，通过 --network my-net-ipv6 参数，给容器开启 IPv6 网络，如 docker run --network my-net-ipv6 -it busybox ip addr show，可以看到，网卡被分配了 IPv6 地址。

通过 IPv6NAT 方式支持 IPv6

测试可行，推荐使用该方式。

上文也提到，上文展示的方案，容器获得的 IPv6 IP 并不是私有网络 IP，是和外部网络直接连通，而不会经过 NAT。在如下场景下，以上方式可能不能满足要求：

安全性，要求容器的网络是私有的，需要容器的网络行为和 Docker IPv4 的行为一致，只有特定端口才能访问。

宿主机处于一个很小范围的网段（前缀大于 /80），如 xxx::xx/128，没有多余的 IPv6 可以分给容器。此时就需要，给容器配置一个私有 IPv6 网段，并启用 NAT。

但是 Docker 官方并没有内置 IPv6 的 NAT，如果想要使用 IPv6 NAT，需要安装外挂的 IPv6 启动，参见：https://github.com/robbertkl/docker-ipv6nat。

有这些准备后，实施步骤如下所示：

使用如下命令，后台启动 IPv6 NAT（通过 --restart always 配置了开机自启）。

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

和 自定义网络支持 IPv6 类似，创建一个支持 IPv6 的 bridge 网络。其中 --subnet 参数为 fe80::/10 的一个子网。

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

通过 docker network inspect my-net-ipv6 命令检查是否生效。若生效，则 EnableIPv6 值为 true，IPAM.Config[1].Subnet 是上一步配置的 fixed-cidr-v6。

创建容器时，通过 --network my-net-ipv6 参数，给容器开启 IPv6 网络，如 docker run --network my-net-ipv6 -it busybox sh：

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

审核编辑：汤梓红