容器之间如何通信？容器如何暴露服务给外部？Docker 网络是容器化部署中不可忽视的一环。本章将深入解析 Docker 的网络模型、常见网络类型及其应用场景，帮助你构建更稳定、可控的容器网络环境。



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## 网络模型概览

Docker 提供了多种网络驱动，满足不同场景下的容器通信需求：

- **bridge**：默认网络，适用于单主机容器通信
- **host**：容器共享宿主机网络栈，性能高但隔离性弱
- **none**：容器无网络连接，适用于完全隔离场景
- **overlay**：跨主机容器通信，适用于 Swarm 集群
- **macvlan**：容器拥有独立 IP，适用于与物理网络集成

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## bridge 网络详解

- Docker 默认创建一个名为 `bridge` 的虚拟网桥
- 所有未指定网络的容器都会连接到该网桥
- 容器之间可通过名称互相访问
- 可使用 `docker network inspect bridge` 查看网络详情

示例：

```bash
docker run -d --name web1 nginx
docker run -d --name web2 nginx
docker exec -it web1 ping web2
```

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## host 网络模式

- 容器与宿主机共享网络栈
- 无需端口映射，直接使用宿主机端口
- 适用于高性能场景，如负载均衡器或代理服务

示例：

```bash
docker run --network host nginx
```

注意：仅适用于 Linux，Docker Desktop 的 host 网络行为不同。

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## overlay 网络（Swarm 模式）

- 支持跨主机容器通信
- 需启用 Docker Swarm
- 自动实现服务发现与加密传输

创建步骤：

```bash
docker swarm init
docker network create -d overlay my_overlay
docker service create --name web --network my_overlay nginx
```

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## 自定义网络与 DNS

- 使用 `docker network create` 创建隔离网络
- 容器自动注册 DNS 名称，支持名称解析
- 提升安全性与可维护性

示例：

```bash
docker network create my_net
docker run -d --name db --network my_net postgres
docker run -d --name app --network my_net myapp
```

在 `app` 容器中可通过 `db:5432` 访问数据库。

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## 端口映射与访问控制

- 使用 `-p` 参数将容器端口映射到宿主机
- 宿主机可通过 `localhost:端口` 访问容器服务

示例：

```bash
docker run -d -p 8080:80 nginx
```

- 可结合防火墙或反向代理实现访问控制

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## 总结

Docker 网络模型为容器提供了灵活的通信机制

掌握不同网络类型的原理与应用场景，不仅能提升服务稳定性，也能为后续的集群部署与安全策略打下坚实基础

Docker入门系列 (3) - Docker 网络原理详解

在当今云原生和微服务盛行的时代，Docker 已成为开发者和运维人员不可或缺的技能之一。本文将为你梳理一条清晰的 Docker 学习路线，帮助你从零开始，逐步掌握容器技术的核心知识与实战能力。




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## 学习路线总览

Docker 的学习可以分为以下几个阶段：

| 阶段   | 内容                                             | 目标                         |
|--------|--------------------------------------------------|------------------------------|
| 入门   | Docker 概述、安装、基本命令                      | 了解 Docker 的基本概念与使用方式 |
| 进阶   | 镜像管理、容器操作、数据卷、Dockerfile           | 掌握容器构建与数据持久化         |
| 实战   | 网络原理、IDE 整合、Compose、Swarm               | 构建复杂应用、实现服务编排       |
| DevOps | CI/CD 与 Jenkins 集成                            | 实现自动化部署与持续交付         |

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## 第一阶段：Docker 入门

### Docker 概述
- 什么是容器技术？
- Docker 与虚拟机的区别
- Docker 的应用场景

### Docker 安装
- Windows / macOS / Linux 安装指南
- 使用 Docker Desktop

### Docker 基本命令
- 镜像命令：`docker pull`, `docker images`, `docker rmi`
- 容器命令：`docker run`, `docker ps`, `docker stop`, `docker rm`
- 操作命令：`docker exec`, `docker logs`, `docker inspect`

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## 第二阶段：深入理解 Docker

### 镜像与容器管理
- 镜像构建与优化
- 容器生命周期管理

### 容器数据卷
- 数据卷的作用与类型
- 持久化存储与备份策略

### Dockerfile 编写
- 指令详解：`FROM`, `RUN`, `COPY`, `CMD` 等
- 多阶段构建与最佳实践

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## 第三阶段：Docker 实战应用

### Docker 网络原理
- Bridge、Host、Overlay 网络模式
- 容器间通信与端口映射

### IDEA 整合 Docker
- 在 IntelliJ IDEA 中配置 Docker
- 容器化开发环境

### Docker Compose
- 多容器编排
- `docker-compose.yml` 文件结构
- 一键启动完整项目

### Docker Swarm
- 集群管理与服务部署
- 节点与任务调度机制

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## 第四阶段：DevOps 实践

### CI/CD 与 Jenkins
- 使用 Jenkins 构建 Docker 镜像
- 自动化测试与部署流程
- 与 Git、Kubernetes 的集成

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## 总结与建议

Docker 是一个强大而灵活的工具，但学习它并不需要一口吃成胖子。建议你按照以上路线逐步深入，结合实际项目进行练习。掌握 Docker，不仅能提升开发效率，还能为你打开云原生世界的大门

Docker入门系列 (2) - 学习路线

在容器技术逐渐成为主流的今天，Docker 与传统虚拟机的差异也成为许多开发者入门时最常遇到的问题

两者都能实现应用隔离与环境封装，但在架构设计、资源利用、启动效率和安全模型等方面却有本质区别

本文将从多个维度深入解析 Docker 与虚拟机的核心差异，帮助你理解为什么 Docker 更适合现代化的微服务部署与 DevOps 流程



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## 实现架构上的区别

![虚拟机和Docker的对比](https://s2.loli.net/2025/09/24/YxHvVWKRtcXM2Ub.jpg)

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### 虚拟机架构详解

1. **基础设施 (Infrastructure)**  
   可以是你的 **个人电脑**、**数据中心的服务器** 或者是 **云主机**

2. **主操作系统 (Host OS)**  
   运行在基础设施之上，可能是 **macOS**、**Windows** 或某个 **Linux 发行版**

3. **虚拟机管理系统 (Hypervisor)**  
   用于在主操作系统上运行多个不同的从操作系统  
   - 类型 1：如 **HyperKit (macOS)**、**Hyper-V (Windows)**、**KVM (Linux)**  
   - 类型 2：如 **VirtualBox**、**VMWare**

4. **从操作系统 (Guest OS)**  
   每个虚拟机都运行一个完整的操作系统。假设你需要运行 **3 个相互隔离的应用**，则需要启动 **3 个虚拟机**，每个虚拟机可能占用 **700MB 以上的磁盘空间**，同时消耗大量 **CPU 和内存**

5. **依赖安装**  
   每个虚拟机都需要单独安装应用所需的依赖，如：  
   - PostgreSQL：`libpq-dev`  
   - Ruby：`gems`  
   - Python / Node.js：对应的依赖库

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### Docker 容器架构详解

1. **主操作系统 (Host OS)**  
   所有主流的 **Linux 发行版** 都支持 Docker，**macOS** 和 **Windows** 也可以通过 Docker Desktop 等方式运行

2. **Docker 守护进程 (Docker Daemon)**  
   替代 Hypervisor，作为后台进程运行在操作系统之上，负责管理容器的生命周期

3. **依赖管理**  
   所有应用依赖都打包在 **Docker 镜像** 中，容器是基于镜像创建的，避免了重复安装

4. **应用部署**  
   每个应用的源代码与依赖都打包在镜像中，运行在独立容器中，容器之间 **相互隔离**

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## 隔离性与安全性对比

| 特性         | 虚拟机                         | Docker 容器                    |
|--------------|--------------------------------|--------------------------------|
| 隔离级别     | 操作系统级别                   | 进程级别                       |
| 权限隔离     | Guest OS 与 Host OS 权限分离   | 容器 root 与宿主机 root 权限一致 |
| 安全性       | 更强，适合多租户环境           | 需额外配置保障安全性           |

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## 启动速度对比

| 项目     | 虚拟机       | Docker 容器 |
|----------|--------------|-------------|
| 启动时间 | 分钟级       | 秒级        |
| 资源占用 | 高           | 轻量        |

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## 交付与部署方式

- **虚拟机**  
  通过镜像实现环境一致性，但部署速度慢，资源消耗大

- **Docker**  
  通过 Dockerfile 记录构建过程，支持快速分发与部署，适合 CI/CD 流程与集群环境

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## 总结

Docker 与虚拟机的最大区别在于架构轻量、启动迅速、资源利用率高。虽然在安全性上虚拟机更强，但 Docker 更适合现代微服务架构与 DevOps 流程。理解这些差异，将帮助你在实际项目中做出更合理的技术选型。

Docker入门系列 (1) - 开篇

sed 是文本处理三剑客之一

掌握它能能很有效地提高我们的效率



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## 首先
阅读之前，我觉得你应该有：
1. 命令行基础（懂得如何打开 cmd 和使用命令）
2. sed 可以在 Linux 或 Git Bash 下运行
3. 了解使用 Linux 或 Git
4. 知道什么是 cat 命令
5. 正则表达式的基础


## sed 介绍
sed 是什么？

> awk、grep、sed 是 linux 操作文本的三大利器，合称文本三剑客，也是必须掌握的 linux 命令之一
> 
> 三者的功能都是处理文本，但侧重点各不相同，其中属 awk 功能最强大，但也最复杂
> 
> grep 更适合单纯的查找或匹配文本
> 
> sed 更适合编辑匹配到的文本
> 
> awk 更适合格式化文本，对文本进行较复杂格式处理


sed 的工作原理：**在处理文本时逐行读取文件内容，读到匹配的行就根据指令做操作，不匹配就跳过**

调用 sed 命令的语法有两种：

- 在命令行指定 sed 指令对文本进行处理：sed + 选项 '指令' 文件
- 先将 sed 指令保存到文件中，将该文件作为参数进行调用， sed + 选项 -f 包含sed指令的文件 文件

以下选项看看即可

sed 的常用选项:
| 选项 | 含义                                                        |
|----|-----------------------------------------------------------|
| -e | 它告诉 sed 将下一个参数解释为一个 sed 指令，只有当命令行上给出多个 sed 指令时才需要使用-e 选项  |
| -f | 后跟保存了 sed 指令的文件                                           |
| -i | 直接对内容进行修改，不加-i 时默认只是预览，不会对文件做实际修改                         |
| -n | 取消默认输出，sed 默认会输出所有文本内容，使用-n 参数后只显示处理过的行                   |

sed 中的常用指令:
| 命令   | 含义                                 |
|------|------------------------------------|
| a-追加 | 向匹配行后面插入内容                         |
| i-插入 | 向匹配行前插入内容                          |
| c-更改 | 更改匹配行的内容                           |
| d-删除 | 删除匹配的内容                            |
| s-替换 | 替换掉匹配的内容                           |
| p-打印 | 打印出匹配的内容，通常与-n 选项和用                |
| =    | 用来打印被匹配的行的行号                       |
| n    | 读取下一行，遇到 n 时会自动跳入下一行               |
| r,w  | 读和写编辑命令，r 用于将内容读入文件，w 用于将匹配内容写入到文件 |

sed 命令入门

## 概述
RSA加密算法是一种非对称加密算法，在公开密钥加密和电子商业中被广泛使用。RSA是由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）在1977年一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的



## 前置知识
### 欧拉函数
在数论中，对正整数n，欧拉函数$\displaystyle \varphi (n)$是小于等于$\displaystyle n$的正整数中与$\displaystyle n$互质的数的数目。例如$\displaystyle \varphi \left(8\right)=4$，因为1、3、5和7均与8互质。
欧拉函数是积性函数，即是说若$\displaystyle m,n$互质，则：
$$\displaystyle \varphi (mn)=\varphi (m)\varphi (n)
$$
使用中国剩余定理有较简略的证明：设$\displaystyle A,B,C$是跟$\displaystyle m,n ,mn$互质的数的集，据中国剩余定理，$\displaystyle A\times B$和$\displaystyle C$可建立双射（一一对应）关系，因此两者元素个数相等

### 欧拉定理
在数论中，欧拉定理（也称费马-欧拉定理）是一个关于同余的性质。欧拉定理表明，若$\displaystyle n,a$为正整数，且$\displaystyle n,a$互素（即$\displaystyle \gcd(a,n)=1$），则：
$$\displaystyle a^{\varphi (n)}\equiv 1{\pmod {n}}
$$
即$\displaystyle a^{\varphi (n)}$与$\displaystyle 1$在模$\displaystyle n$下同余。欧拉定理实际上是费马小定理的推广

### 模逆元
模逆元（Modular multiplicative inverse）也称为模倒数、数论倒数。
一整数$\displaystyle a$对同余$\displaystyle n$之模逆元是指满足以下公式的整数$\displaystyle b$：
$$\displaystyle a^{-1}\equiv b{\pmod {n}}.
$$
也可以写成$\displaystyle ab\equiv 1{\pmod {n}}$或者$\displaystyle ab\mod {n}=1$。
整数$\displaystyle a$对模数$\displaystyle n$之模逆元存在的充分必要条件是$\displaystyle a$和$\displaystyle n$互素，若此模逆元存在，在模数$\displaystyle n$下的除法可以用和对应模逆元的乘法来达成，此概念和实数除法的概念相同

## RSA算法
### 公钥与私钥的产生
假设Alice想要通过不可靠的媒体接收Bob的私人消息。她可以用以下的方式来产生一个公钥和一个私钥：

1. 随意选择两个大的素数$\displaystyle p$和$\displaystyle q$，$\displaystyle p$不等于$\displaystyle q$，计算$\displaystyle N=pq$。
2. 根据欧拉函数，求得$\displaystyle r=\varphi (N)=\varphi (p)\times \varphi (q)=(p-1)(q-1)$。
3. 选择一个小于$\displaystyle r$的整数$\displaystyle e$，使$\displaystyle e$与$\displaystyle r$互质。并求得$\displaystyle e$关于$\displaystyle r$的模逆元，命名为$\displaystyle d$（求$\displaystyle d$令$\displaystyle ed\equiv 1{\pmod {r}}$）。（模逆元存在，当且仅当$\displaystyle e$与$\displaystyle r$互质。）
4. 将$\displaystyle p$和$\displaystyle q$的记录销毁

其中，$\displaystyle (N,e)$是公钥，$\displaystyle (N,d)$是私钥。Alice将她的公钥$\displaystyle (N,e)$传给Bob，而将她的私钥$\displaystyle (N,d)$藏起来

### 加密消息
假设Bob想给Alice送消息$\displaystyle m$，他知道Alice产生的$\displaystyle N$和$\displaystyle e$。他使用起先与Alice约好的格式将$\displaystyle m$转换为一个小于$\displaystyle N$的非负整数$\displaystyle n$，比如他可以将每一个字转换为这个字的Unicode码，然后将这些数字连在一起组成一个数字。假如他的信息非常长的话，他可以将这个信息分为几段，然后将每一段转换为$\displaystyle n$。用下面这个公式他可以将$\displaystyle n$加密为$\displaystyle c$：
$$\displaystyle c=n^{e}{\bmod {N}}
$$
这里的$\displaystyle c$可以用模幂算法快速求出来。Bob算出$\displaystyle c$后就可以将它传递给Alice

### 解密消息
Alice得到Bob的消息$\displaystyle c$后就可以利用她的密钥$\displaystyle d$来解码。她可以用以下这个公式来将$\displaystyle c$转换为$\displaystyle n$：
$$\displaystyle c=n^{e}{\bmod {N}}
$$
与Bob计算$\displaystyle c$类似，这里的$\displaystyle n$也可以用模幂算法快速求出。得到$\displaystyle n$后，她可以将原来的信息$\displaystyle m$重新复原
解码的原理是
$$\displaystyle c^{d}\equiv n^{e\cdot d}\ (\mathrm {mod} \ N)
$$
已知$\displaystyle ed\equiv 1{\pmod {r}}$，即 $\displaystyle ed=1+h\varphi (N)$。那么有
$$\displaystyle n^{ed}=n^{1+h\varphi (N)}=n\cdot n^{h\varphi (N)}=n\left(n^{\varphi (N)}\right)^{h}
$$

若$\displaystyle n$与$\displaystyle N$互素，则由欧拉定理得：

$$\displaystyle n^{ed}\equiv n\left(n^{\varphi (N)}\right)^{h}\equiv n(1)^{h}\equiv n{\pmod {N}}
$$

若$\displaystyle n$与$\displaystyle N$不互素，则不失一般性考虑$\displaystyle n=ph$，以及$\displaystyle ed-1=k(q-1)$，得：

$$\displaystyle n^{ed}=(ph)^{ed}\equiv 0\equiv ph\equiv n{\pmod {p}}
$$
$$\displaystyle n^{ed}=n^{ed-1}n=n^{k(q-1)}n=(n^{q-1})^{k}n\equiv 1^{k}n\equiv n{\pmod {q}}
$$
故$\displaystyle n^{ed}\equiv n{\pmod {N}}$得证

### 签名消息
RSA也可以用来为一个消息署名。假如Alice想给Bob传递一个署名的消息的话，那么她可以为她的消息计算一个散列值（Message digest），然后用她的私钥“加密”（如同前面“加密消息”的步骤）这个散列值并将这个“署名”加在消息的后面。这个消息只有用她的公钥才能被解密。Bob获得这个消息后可以用Alice的公钥“解密”（如同前面“解密消息”的步骤）这个散列值，然后将这个数据与他自己为这个消息计算的散列值相比较。假如两者相符的话，那么Bob就可以知道发信人持有Alice的私钥，以及这个消息在传播路径上没有被篡改过

## RSA安全性
假设偷听者Eve获得了Alice的公钥$\displaystyle N$和$\displaystyle e$以及Bob的加密消息$\displaystyle c$，但她无法直接获得Alice的密钥$\displaystyle d$。要获得$\displaystyle d$，最简单的方法是将$\displaystyle N$分解为$\displaystyle p$和$\displaystyle q$，这样她可以得到同余方程
$$\displaystyle de\equiv 1(\mathrm {mod} (p-1)(q-1))
$$
并解出$\displaystyle d$，然后代入解密公式
$$\displaystyle c^{d}\equiv n\ (\mathrm {mod} \ N)
$$
导出$\displaystyle n$（破密）
至今为止还没有人找到一个多项式时间的算法来分解一个大的整数的因子，也没有找到比因数分解更简单的破密方法。因此今天一般认为只要$\displaystyle N$足够大，黑客就没有办法破解
NIST建议的RSA密钥长度为至少2048位。实现上，强制设置密钥长度为2048位的称RSA或RSA2（意即RSA version 2），而未强制设置的称RSA1以资区别，两者差异主要在密钥长度

## 参考资料
维基百科：[欧拉函数](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AC%A7%E6%8B%89%E5%87%BD%E6%95%B0)
维基百科：[欧拉定理（数论）](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AC%A7%E6%8B%89%E5%AE%9A%E7%90%86_(%E6%95%B0%E8%AE%BA))
维基百科：[模逆元](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A8%A1%E5%8F%8D%E5%85%83%E7%B4%A0)
维基百科：[模幂](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A8%A1%E5%B9%82)
维基百科：[RSA加密算法](https://zh.wikipedia.org/wiki/RSA%E5%8A%A0%E5%AF%86%E6%BC%94%E7%AE%97%E6%B3%95)