本文用到的环境如下：
host: centos7
docker: 通过yum install -y docker安装，版本号为1.10.3
docker镜像：
# Version: 0.0.1 FROM ubuntu:latest MAINTAINER paul liu "pollux.liu@msn.com" RUN apt-get update RUN apt-get install -y net-tools RUN apt-get install -y iputils-ping CMD /bin/bash

场景图：

QQ20160901-7@2x.png

我的host主机接有无线路由器，通过ADSL拨号上网，网卡eth0固定IP为192.168.0.200，网关为路由器的IP 192.168.0.1。
在host上安装docker，并运行容器。

docker0的作用

通过以下命令安装docker，
yum install -y docker
启用docker，
systemctl start docker
然后在host主机运行ifconfig或ip a命令，可以看到除去host原有的网卡eth0和回环lo外，多了个docker0。

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docker0 IP为172.17.0.1，所在的网段默认为B类私网地址172.17.0.0/16。可以将docker0看做是host主机的一块虚拟网卡。这样host主机就等同于配置了双网卡，两块网卡之间可以通信，但前提是启用ip_forward。
这是docker0的第一个身份。

运行两个容器docker1，docker2，然后在host主机上运行brctl show查看，

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这里可以看出docker0的第二个身份，一个虚拟交换机。每运行一个容器，就会产生一对veth，其中一端连接到docker0上，另一端连接到容器的eth0上。这样，所有连接到docker0的容器组成了一个局域网。如下图：

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在host主机上运行ifconfig，也会发现多了两个veth这样的网络接口。

在host主机上运行ip addr show veth6d9a691，可以查看到该veth具有mac地址，这也正说明了docker0的虚拟交换机的身份，交换机是通过mac地址通信的，连接到交换机的设备必须具有mac地址。

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由于docker0自身也具有mac地址，这个与纯二层交换机是不同的，并且绑定了IP 172.17.0.1，容器默认把docker0作为了网关。也就是docker0还兼具路由的功能，因此可以把docker0看做是一个三层交换机，可以做二层数据包转发，也可以做三层路由转发。

在容器中运行route -n查看路由如下：

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在host主机上运行route -n查看路由如下：

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在host中，访问本网段192.168.0.0是通过eth0转发数据包的，访问172.17.0.0网段是通过docker0转发数据包的，而对于其他如公网是通过eth0将数据包转发给网关192.168.0.1，再由该网关进行数据包转发的，比如上网。

容器是如何连接到外部网络的

在容器中运行ping sohu.com或ping 192.168.0.200都可以ping通。

默认情况下，不需要再额外做任何配置，在一台host主机上，通过docker0，各容器之间可以互通，并且可以通过host的eth0连接外网。
通俗的讲，通过docker0组成了一个网段为172.17.0.0/16的以太网，docker容器发起请求时，如果是相同网段则经由docker0转发到目标机器，如果是不同网段，则经由docker0，转发到host的另一块网卡eth0上，由eth0负责下一步的数据包转发，比如公网地址。

下面进一步分析一下报文是怎么发送到外面的。

容器内部发送一条公网请求报文，通过eth0，在veth被接收。此时报文已经来到了主机上，通过查询主机的路由表（route -n），如果发现报文应该通过主机的eth0，从默认网关发送出去，那么报文就被从docker0转发给主机的eth0，但前提是首先启用ip_forward功能，才能在host主机的docker0和eth0两个网卡间传递数据包。

由于目标地址并不属于host主机所在网段，那么会匹配机器上的 iptables中的nat表POSTROUTING链中的规则。
在host主机运行命令iptables -L -n -t nat --line-numbers，查看nat表，这里只看POSTROUTING链：

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第一行中说明，对于源地址为172.17.0.0/16网段的数据包，发出去之前通过MQSQUERADE伪装。linux内核会修改数据包源地址为host主机eth0的地址（也就是192.168.0.200），然后把报文转发出去。对于外部来说，报文是从主机eth0发送出去的。

局域网内的机器由于都是私有IP，是无法直接访问互联网的（数据包可以发出去，但回不来。）如果要上网，除了可以通过硬件路由器，也可以通过软件路由，在iptables的nat表中的POSTROUTING链中添加SNAT规则。

测试一下，在host主机运行命令iptables -t nat -D POSTROUTING 1将第一条规则删掉，那么在容器中就运行命令ping sohu.com就ping不通了。但仍然可以ping通host主机。

在host主机运行命令以下命令恢复：
iptables -t nat -I POSTROUTING -s 172.17.0.0/16 -o eth0 -j SNAT --to-source 192.168.0.200
或者
iptables -t nat -I POSTROUTING -s 172.17.0.0/16 -j MASQUERADE

关于SNAT和MASQUERADE，这篇文章已经有过描述，可以参考：Docker前传之linux iptables

外部网络如何访问容器提供的服务

新建一Dockerfile，用以运行nginx容器：
# Version: 0.0.1 FROM paulliu/ubuntu_ip RUN apt-get install -y nginx EXPOSE 80

在host主机运行构建命令构建镜像docker build -t paulliu/nginx .
在host主机运行容器启动命令docker run -d -p 80 --name nginx1 paulliu/nginx nginx -g "daemon off;"
在host主机查看容器的端口映射docker port nginx1 80

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在host主机运行命令iptables -nat -L -n可以看到在PREROUTING链中多了以下DNAT规则：

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也就是在容器启动时通过-p 80将host主机192.168.0.200:32773映射为容器172.17.0.4:80。
注意：docker容器每次启动时获取的IP地址未必是一样的，而且-p 80是在host主机上随机选择一个端口号进行映射，每次启动的端口号也未必是一样的。但iptables中相关的规则是自动变更的。

在host主机运行curl localhost:32773或者在其他主机运行curl 192.168.0.200:32773结果如下：

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