Weave を使った Docker ネットワーク

 Posted on December 22, 2015  |  jedipunkz

こんにちは。@jedipunkz です。

今回は Weave というコンテナ間のネットワークを提供してくれる Docker のネットワークプラ グインを使ってみました。下記のような沢山の機能があるようです。

  • Fast Data Path
  • Docker Network Plugin
  • Security
  • Dynamic Netwrok Attachment
  • Service Binding
  • Fault Tolerance
  • etc …

この記事では上から幾つか抜粋して、Weave ってどのように動かせるのか？を解説します。 そこから Weave が一体ナニモノなのか理解できればなぁと思います。

Vagrant を使った構成

この記事では下記の構成を作って色々と試していきます。使う技術は

  • Vagrant
  • Docker
  • Weave

です。

+---------------------+ +---------------------+ +---------------------+
| docker container a1 | | docker container a2 | | docker container a3 |
+---------------------+ +---------------------+ +---------------------+
|    vagrant host 1   | |    vagrant host 2   | |    vagrant host 3   |
+---------------------+-+---------------------+-+---------------------+
|                          Mac or Windows                             |
+---------------------------------------------------------------------+

特徴としては

  • 作業端末(Mac or Windows or Linux)上で Vagrant を動作させる
  • 各 Vagrant VM 同士はホスト OS のネットワークインターフェース上で疎通が取れる

です。

Vagrantfile の作成と host1,2,3 の起動

上記の3台の構成を下記の Vagrantfile で構築します。

Vagrant.configure(2) do |config|
  config.vm.box = "ubuntu/vivid64"

  config.vm.define "host1" do |server|
    server.vm.network "private_network", ip: "192.168.33.11"
  end

  config.vm.define "host2" do |server|
    server.vm.network "private_network", ip: "192.168.33.12"
  end

  config.vm.define "host3" do |server|
    server.vm.network "private_network", ip: "192.168.33.13"
  end

  config.vm.provision :shell, inline: <<-SHELL
apt-get update
apt-get install -y libsqlite3-dev docker.io
curl -L git.io/weave -o /usr/local/bin/weave
chmod a+x /usr/local/bin/weave
  SHELL
end

vagrant コマンドを使って host1, host2, host3 を起動します。

$ vagrant up
$ vagrant ssh host1 # <--- host1 に SSH する場合
$ vagrant ssh host2 # <--- host2 に SSH する場合
$ vagrant ssh host3 # <--- host3 に SSH する場合

物理ノードまたがったコンテナ間で通信をする

weave でまず物理ノードをまたがったコンテナ間で通信をさせてみましょう。ここでは 上図の host1, host2 を使います。通常、物理ノードまたがっていると各々のホストで 稼働する Docker コンテナは通信し合えませんが weave を使うと通信しあうことが出 来ます。

まず weave が用いる Docker コンテナを稼働します。下記のように /16 でレンジを切って 更にそこからデフォルトのレンジを指定することが出来ます。

host1# weave launch --ipalloc-range 10.2.0.0/16 --ipalloc-default-subnet 10.2.1.0/24
host1# eval $(weave env)
host2# weave launch --ipalloc-range 10.2.0.0/16 --ipalloc-default-subnet 10.2.1.0/24 192.168.33.11
host2# eval $(weave env)

この状態で下記のようなコンテナが稼働します。

host1# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                        COMMAND                CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
c55e96b4bdf9        weaveworks/weaveexec:1.4.0   "/home/weave/weavepr   4 seconds ago       Up 3 seconds                            weaveproxy
394382c9c5d9        weaveworks/weave:1.4.0       "/home/weave/weaver    5 seconds ago       Up 4 seconds                            weave

host1, host2 でそれぞれテスト用コンテナを稼働させます。名前を –name オプションで付けるのを 忘れないようにしてください。

host1# docker run --name a1 -ti ubuntu
host2# docker run --name a2 -ti ubuntu

どちらか一方から ping をもう一方に打ってみましょう。下記では a2 -> a1 の流れで ping を実行しています。

root@a2:/# ping 10.2.1.1 -c 3
PING 10.2.1.1 (10.2.1.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.2.1.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.316 ms
64 bytes from 10.2.1.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.501 ms
64 bytes from 10.2.1.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.619 ms

--- 10.2.1.1 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.316/0.478/0.619/0.127 ms

また docker コンテナを起動する時に指定した –name a1, –name a2 の名前で ping を実行してみましょう。これも weave の機能の１つで dns lookup が行えます。

root@b2:/# ping a1 -c 3
PING b1.weave.local (10.2.1.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from a1.weave.local (10.2.1.1): icmp_seq=1 ttl=64 time=1.14 ms
64 bytes from a1.weave.local (10.2.1.1): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.446 ms
64 bytes from a1.weave.local (10.2.1.1): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.364 ms

--- b1.weave.local ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.364/0.653/1.149/0.352 ms

結果から、異なる物理ノード(今回は VM)上で動作させた Docker コンテナ同士が通信し合えた ことがわかります。またコンテナ名の DNS 的は名前解決も可能になりました。

ダイナミックにネットワークをアタッチ・デタッチする

次に weave のネットワークを動的(コンテナがオンラインのまま)にアタッチ・デタッ チすることが出来るので試してみます。

最初に weave のネットワークに属さない a1-1 という名前のコンテナを作ります。 docker exec で IP アドレスを確認すると eth0, lo のインターフェースしか持っていない ことが判ります。

host1# C=$(docker run --name a1-1 -e WEAVE_CIDR=none -dti ubuntu)
host1# docker exec -it a1-1 ip a # <--- docker コンテナ内でコマンド実行
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
25: eth0: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:ac:11:00:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.5/16 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:acff:fe11:5/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

では weave のネットワークを a1-1 コンテナにアタッチしてみましょう。

host1# weave attach $C
10.2.1.1
host1# docker exec -it a1-1 ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
25: eth0: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:ac:11:00:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.5/16 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:acff:fe11:5/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
27: ethwe: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1410 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether aa:15:06:51:6a:3b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.2.1.1/24 scope global ethwe
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a815:6ff:fe51:6a3b/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

上記のようにインターフェース ethwe が付与され最初に指定したデフォルトのサブネッ ト上の IP アドレスが付きました。

次に weave ネットワークを複数アタッチしてみましょう。default, 10.2.2.0/24, 10.2.3.0/24 のネットワーク(サブネット)をアタッチします。

host1# weave attach net:default net:10.2.2.0/24 net:10.2.3.0/24 $C
10.2.1.1 10.2.2.1 10.2.3.1
root@vagrant-ubuntu-vivid-64:~# docker exec -it b3 ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
25: eth0: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:ac:11:00:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.5/16 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:acff:fe11:5/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
33: ethwe: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1410 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 9a:74:73:1b:24:a9 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.2.1.1/24 scope global ethwe
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 10.2.2.1/24 scope global ethwe
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 10.2.3.1/24 scope global ethwe
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::9874:73ff:fe1b:24a9/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

結果、ethwe インターフェースに3つの IP アドレスが付与されました。 この様にダイナミックにコンテナに対して weave ネットワークをアタッチすることが出来ます。

コンテナ外部から情報を取得する

下記のようにコンテナを起動しているホスト上 (Vagrant VM) からコンテナの情報を取 得する事もできます。シンプルですがオーケストレーション・自動化を行う上で重要な機能に なりそうな予感がします。

host1# weave expose
10.2.1.1
host1# weave dns-lookup a2
10.2.1.128

ダイナミックに物理ノードを追加し weave ネットワークへ

物理ノード(今回の場合 vagrant vm)を追加し上記で作成した weave ネットワークへ参 加させることも可能です。なお、今回は上記の vagrant up の時点で追加分の vm (host3) を既に稼働させています。

host1 で新しい物理ノードを接続します。

host1# weave connect 192.168.33.12
host1# weave status targets
192.168.33.13
192.168.33.12

host3 で weave コンテナ・テストコンテナを起動します。 下記で指定している 192.168.33.11 は host1 の IP アドレスです。

host3# weave launch --ipalloc-range 10.2.0.0/16 --ipalloc-default-subnet 10.2.1.0/24 192.168.33.11
host3# docker run --name a3 -ti ubuntu

host2 の a2 コンテナに ping を打ってみます。

roota3:/# ping a2 -c 3
PING a2.weave.local (10.2.1.128) 56(84) bytes of data.
64 bytes from a2.weave.local (10.2.1.128): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.366 ms
64 bytes from a2.weave.local (10.2.1.128): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.709 ms
64 bytes from a2.weave.local (10.2.1.128): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.569 ms

host3 上の a3 コンテナが既存の weave ネットワークに参加し通信出来たことが確認 できました。

まとめと考察

コンフィギュレーションらしきモノを記述することなく Docker コンテナ間の通信 が出来ました。これは自動化する際に優位になるでしょう。また今回紹介したのは ‘weave net’ と呼ばれるモノですが他にも ‘weave scope’, ‘weave run’ といったモノ があります。

http://weave.works/product/

また Docker Swarm, Compose と組み合わせる構成も組めるようです。試してみたい方 がいましたら是非。

http://weave.works/guides/weave-and-docker-platform/compose-scalable-swarm-cluster-with-weave.html

ですが結果、まだ weave をどう自分たちのサービスに組み込めるかは検討が付いてい ません。’出来る’ と ‘運用できる’ が別物であることと、コンテナまわりのネットワー ク機能全般に理解して選定する必要がありそうです。

参考サイト +++

http://weave.works/docs/