摘要：本文將描述以下內容框架模的實現原理框架模型下的網絡模型如上所示。的一種典型實現是。將這些加入到，即實現了多個的互通。注意三種接口都有其對應的實現如接口的實現為。而插件型的是運行在上，通過通道與之間進行通信。

Libnetwork是從docker1.6開始，逐漸將docker項目中的網絡部分抽離出來形成的Lib，作用是為其他應用程序(如docker engine)提供一套抽象的容器網絡模型，該模型也被稱為Container Network Model，簡稱CNM。本文將描述以下內容

CNM框架模

Libnetwork的實現原理

plugin demo

CNM模型下的docker網絡模型如上所示。它由Sandbox, Endpoint, Network 三種組件組成。注意，該模型只是規定了三種組件各自的作用，他們都有各自的具體實現方式。
Sandbox: Sandbox包含了一個Container的網絡相關的配置，如網卡Interface，路由表等。Sandbox在Linux上的典型實現是Network namespace。在Linux系統上的docker環境中，Container，Network namespace，Sandbox 這三者是綁定在一起的。一個Sandbox可以包含多個Endpoint，這些Endpoint 可以來自多個Network
Endpoint: Sandbox加入Network的方式是通過Endpoint完成的。Endpoint的典型實現方式是veth pair，每個Endpoint 都是由某個Network創建，創建后，它就歸屬于該Network，同時，Endpoint還可以加入(Join)一個Sandbox，加入后，相當于該Sandbox也加入了此Network。
Network:Network的一種典型實現是Linux bridge。一個Network可以創建多個Endpoint。將這些Endpoint加入到Sandbox，即實現了多個Sandbox的互通。

總結起來：如果要想兩個Container之間可以直接通信，那么最簡單的辦法就是由一個Network創建兩個Endpoint，分別加入這兩個Container對應的Sandbox。

注意: 不同Network之間默認的隔離性是docker通過設置iptables完成的，通過改變iptables的設置，可以使得兩個Network互通。

LibNetwork是CNM框架的實現，Network、Sandbox、Endpoint三種接口描述了前面的三種組件，三種接口分別在network.go 、sandbox.go 、 endpoint.go實現

三個接口需要實現的方法的關系如上圖所示。注意：三種接口都有其對應的實現(如Network接口的實現為network)。

NetworkController 為 docker engine提供創建Network的API，比如我們在使用命令 docker network create 創建網絡時，都是通過controller創建。

除此之外NetworkController接口的實現結構controller還維護了一張Driver的注冊表(Registry),它記錄了所有支持的Driver

Driver 每個Network都有對應的底層Driver，這些Driver負責在主機上真正實現需要網絡功能(如創建Veth設備)。Driver有兩種類型：1. 內置型(如Bridge Host None) 2. 插件型。

無論是哪種類型，其工作方式都類似，docker engine發送請求，Libnetwork做一些框架性的動作，然后將請求傳給Driver做一些特異性的動作。兩者的差別在于，內置性的Driver是內置在Libnetwork內部，它們也就是docker原生支持的網絡類型。而插件型的Driver是運行在Host上，通過socket通道與Libnetwork之間進行通信。

在 controller.go 中的 New() 是創建controller的入口。

func New(cfgOptions ...config.Option) (NetworkContriller, error) {
     c := controller{
         id: stringid.GenerateRandomID();
         sandboxes: sandboxTable{},
         .....
     }
     drvRegistry, err := drvregistry.New(......)
     for _, i := range getInitizers(c.cfg.Daemon.Experimental){
         drvRegistry.AddDriver(i.ntype,i.fn, dcfg)
     }
    
     c.drvRegistry = drvRegistry
}

可以看到，首先是創建controller，此外 它還創建了drvRegistry記錄注冊的Driver，并將 getInitizers() 的返回內置型的 Driver 添加到 drvRegistry 上。

func getInitializers(experimental bool) []initialize ｛
    return []initializer {
        {bridge.Init, "bridge"},
        {host.Init, "host"},
        {macvlan.Init, "macvlan"},
        {null.Init, "null"},
        {remote.Init, "remote"},
        {overlay.Init, "overlay"},
        ......
    }
｝

getInitizers() 包含的內置型Driver如上圖所示，其中的每一項的Init()方法會被調用

創建 network 的入口NewNetwork()同樣在controller.go中，它首先創建一個通用的 network 結構，進而解析出 其Driver 類型，然后調用特定 Driver 的 CreateNetwork() 方法。注意，如果是該網絡的類型不在 drvRegistry 上，則 Libnetwork 會嘗試從 Plugin 路徑 (/var/run/docker/plugins) 尋找 plugin-name.sock .之后，向該 socket 發送創建網絡的 request

以 bridge 為例，其最后會調用到 drivers/bridge/bridge.go 的 createNetwork() 方法，該方法中，使用netlink提供的接口建立了 bridge net device

在使用 docker run 啟動容器時可以通過指定 -net 參數將容器連接到特定的網絡。入口是 docker 項目中的 container_operations.go 的 connectToNetwork() 方法

圖中左側部分是屬于 docker engine ，中間部分屬于 Libnetwork ， 右側部分屬于 Driver 。可以它首先創建Endpoint，創建 Sandbox 和 Endpoint，然后將 Endpoint 加入該 Sandbox 。

將 docker 原生 Bridge 網絡的功能插件化，制作名為 myPlugin 的網絡插件，效果和原生的 Bridge 一樣.

Code

root@sb:/home/yc# ls -l /run/docker/plugins/
total 0
srw-rw---- 1 root root 0 8月  26 14:41 myplugin.sock

root@sb:/home/yc# docker network create --driver myplugin mynet
460db416c6f90fb16c499c5fd56b5e984d6472a113f5d8ed3f8633174159aa53
root@sb:/home/yc# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
6f5763ae335d        bridge              bridge              local
71d355df68ec        host                host                local
460db416c6f9        mynet               myplugin            local
91360b8a5fe4        none                null                local
docker run -tid --net=mynet busybox
617a314c4f69f835ab1a4e5cf9ce211a55e4651be4fa47e4ebd849c34c192e9d

root@sb:/home/yc# docker network inspect mynet
[
    {
        "Name": "mynet",
        "Id": "460db416c6f90fb16c499c5fd56b5e984d6472a113f5d8ed3f8633174159aa53",
        "Created": "2018-08-26T14:42:51.998760172+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "myplugin",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "617a314c4f69f835ab1a4e5cf9ce211a55e4651be4fa47e4ebd849c34c192e9d": {
                "Name": "gallant_wozniak",
                "EndpointID": "90ce305bea6a2054ee953f6fcebd0d23c94058026ac594d686f4d731464d45d8",
                "MacAddress": "",
                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]