docker与物理网络互通

发表于 2021-03-03 更新于 2021-10-26 分类于云原生， Docker 阅读次数：

微服务的流行推动着容器技术的发展，伴随着新技术的应用产生了新的问题。比如开发人员本机无法运行诸多的微服务，如何保障开发正常进行。本文将介绍如何打通开发环境网与docker环境之间的网络。

网络互通配置

由于Kubernetes集群会使用CNI插件创建Pod/Service内部子网，外面一般无法访问内部IP和域名，给开发、测试、联调带来了很大的麻烦，因此打通开发测试环境Kubernetes集群内部子网和办公室的局域网、实现互联互通是经常遇到的问题。

通过路由跳转打通容器网络

选一台docker节点做路由转发，连接办公室网络和 docker 集群服务

节点 IP 地址 192.168.1.90
容器网段 10.42.0.0/16
办公网段 192.168.0.0/24

我的网络整体结构本身不复杂，所以相对来说配置简单。

节点，做snat：

开启转发

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vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p

来自办公室访问docker service snat

iptables

顺便回顾一下iptables的用法，主要是时间久了没用过都忘了。

iptables命令是Linux上常用的防火墙软件，是netfilter项目的一部分。可以直接配置，也可以通过许多前端和图形界面配置。

语法

1	iptables(选项)(参数)

选项

-t<表>：指定要操纵的表；
-A：向规则链中添加条目；
-D：从规则链中删除条目；
-i：向规则链中插入条目；
-R：替换规则链中的条目；
-L：显示规则链中已有的条目；
-F：清楚规则链中已有的条目；
-Z：清空规则链中的数据包计算器和字节计数器；
-N：创建新的用户自定义规则链；
-P：定义规则链中的默认目标；
-h：显示帮助信息；
-p：指定要匹配的数据包协议类型；
-s：指定要匹配的数据包源ip地址；
-d：指定要匹配的数据包目的ip地址；
-j<目标>：指定要跳转的目标；
-i<网络接口>：指定数据包进入本机的网络接口；
-o<网络接口>：指定数据包要离开本机所使用的网络接口。

iptables命令选项输入顺序：

1	iptables -t 表名 <-A/I/D/R> 规则链名 [规则号] <-i/o 网卡名> -p 协议名 <-s 源IP/源子网> --sport 源端口 <-d 目标IP/目标子网> --dport 目标端口 -j 动作

表名包括：

raw：高级功能，如：网址过滤。
mangle：数据包修改（QOS），用于实现服务质量。
net：地址转换，用于网关路由器。
filter：包过滤，用于防火墙规则。

规则链名包括：

INPUT链：处理输入数据包。
OUTPUT链：处理输出数据包。
PORWARD链：处理转发数据包。
PREROUTING链：用于目标地址转换（DNAT）。
POSTOUTING链：用于源地址转换（SNAT）。

动作包括：

[accept]：接收数据包。
DROP：丢弃数据包。
REDIRECT：重定向、映射、透明代理。
SNAT：源地址转换。
DNAT：目标地址转换。
MASQUERADE：IP伪装（NAT），用于ADSL。
LOG：日志记录。

1	iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.11.0/24 -d 10.42.0.0/16 -j MASQUERADE

POSTROUTING是源地址转换（SNAT），要把你内部网络上受防火墙保护的ip地址转换成你本地的公网地址才能让它们上网。
PREROUTING是目的地址转换（DNAT），要把别人的公网IP换成你们内部的IP，才让访问到你们内部受防火墙保护的服务器。
MASQUERADE，地址伪装，算是snat中的一种特例，可以实现自动化的snat

借用阿里云的一张图

NAT网关图解

多个内网段SNAT，就是多条SNAT语句即可

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iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/24 -d 10.42.0.0/16 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -d 10.42.0.0/16 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.11.0/24 -d 10.42.0.0/16 -j MASQUERADE

在办公室的出口路由器上，设置静态路由，将docker的网段，路由到节点上

1	ip route 10.42.0.0 255.255.255.0 192.168.1.90

以上步骤操作后，我们就可以在本地电脑通过访问docker ip去访问服务。

通过VPN打通容器网络

生成服务端配置文件和证书

生成服配置文件

OVPN_DATA=/data/openvpn
SERVER_PUBLIC_URL=172.30.4.195
DNS_SERVER=180.168.255.118
SERVER_SUBNET=10.4.0.0/24

docker run \
-v ${OVPN_DATA}:/etc/openvpn \
--rm \
kylemanna/openvpn:2.4 \
ovpn_genconfig -u udp://${SERVER_PUBLIC_URL} -n ${DNS_SERVER} -p "route 10.42.0.0 255.255.0.0" -s ${SERVER_SUBNET}

参数说明

-u SERVER_PUBLIC_URL # vpn所在服务器的公网ip
-n DNS_SERVER # dns服务器地址
-p PUSH # 推送路由
-s SERVER_SUBNET # vpn内网范围，一定要注意，不要和已有物理网络、Kubernetes网络冲突。

修改配置

注释push "block-outside-dns"一行，我这里不注释 dns 解析异常

生成密钥文件

OVPN_DATA=/data/openvpn

docker run \
-v ${OVPN_DATA}:/etc/openvpn \
--rm -it \
kylemanna/openvpn:2.4 \
ovpn_initpki

在此要输入ca的密码，需要输入两次。

1 2	Enter New CA Key Passphrase: Re-Enter New CA Key Passphrase:

此处要输入组织，可直接回车跳过。

1	Common Name (eg: your user, host, or server name) [Easy-RSA CA]:

输入之前设置的私钥密码，需要输入两次

1	Enter pass phrase for /etc/openvpn/pki/private/ca.key:

启动OpenVPN服务

OVPN_DATA=/data/openvpn

docker run -d \
--name openvpn \
-v ${OVPN_DATA}:/etc/openvpn \
-p 1194:1194/udp \
--cap-add=NET_ADMIN \
kylemanna/openvpn:2.4

生成客户端配置和证书

生成客户端证书

CLIENTNAME可以是你想要的名字

OVPN_DATA=/data/openvpn
CLIENTNAME=docker

docker run \
-v ${OVPN_DATA}:/etc/openvpn \
--rm -it \
kylemanna/openvpn:2.4 \
easyrsa build-client-full ${CLIENTNAME} nopass

输入之前设置的密码

1	Enter pass phrase for /etc/openvpn/pki/private/ca.key:

导出客户端配置

OVPN_DATA=/data/openvpn
CLIENTNAME=docker

mkdir -p /data/openvpn/conf
docker run \
-v ${OVPN_DATA}:/etc/openvpn \
--rm \
kylemanna/openvpn:2.4 \
ovpn_getclient ${CLIENTNAME} > /data/openvpn/conf/${CLIENTNAME}.ovpn

基于用户密码方式认证

参考之前的Cenos7搭建OpenVPN

最终配置

服务端配置文件

server 10.4.0.0 255.255.255.0
verb 3
key /etc/openvpn/pki/private/192.168.1.91.key
ca /etc/openvpn/pki/ca.crt
cert /etc/openvpn/pki/issued/192.168.1.91.crt
dh /etc/openvpn/pki/dh.pem
#tls-auth /etc/openvpn/pki/ta.key
key-direction 0
keepalive 10 60
persist-key
persist-tun

proto udp
# Rely on Docker to do port mapping, internally always 1194
port 1194
dev tun0
status /tmp/openvpn-status.log

user nobody
group nogroup
comp-lzo no

### Route Configurations Below
route 192.168.254.0 255.255.255.0

### Push Configurations Below
#push "block-outside-dns"
push "dhcp-option DNS 180.168.255.118"
push "comp-lzo no"
push "route 10.42.0.0 255.255.0.0"

client-cert-not-required
auth-user-pass-verify /etc/openvpn/checkpsw.sh via-env
username-as-common-name
script-security 3

客户端配置文件

client
nobind
dev tun
auth-user-pass
remote-cert-tls server
remote 192.168.1.91 1194 udp

<ca>
-----BEGIN CERTIFICATE-----

-----END CERTIFICATE-----
</ca>

参考链接：

打通Kubernetes内网与局域网的N种方法

办公环境下 Kubernetes 网络互通方案

OpenVPN访问Kubernetes集群内网