在Docker容器中分配不可更改的VLAN和IP地址

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问题描述

在硬件设置中遇到了问题。他有多个具有固定IP地址和相同VLAN ID的设备，这些信息在多台设备上都是一样的。这些信息也不能更改，因为它们是硬件固化在内的。用户需要通过这些固定的IP地址使用相应的SDK访问这些设备，因此他不能将它们并行运行在同一主机上，因为他需要在SDK的各个实例中使用各自的数据来确定正确的起始设备，而且他必须使用起始IP地址（4和6）来访问它们。

用户尝试通过在各个Docker容器中访问数据来解决问题。他首先考虑的是将多个网络设备连接到各个Docker容器上。其次是通过托管交换机进行VLAN重写，然后分配VLAN网络设备（他在Linux上已成功设置，并且只在各个虚拟VLAN设备上执行tcp dump时看到各个设备的数据）。

用户在分配了访问虚拟VLAN设备的Docker网络后，还能够在容器中看到IPv6数据。

基本问题是如何最好地解决这个问题。在主机上设置桥接网络、使用Docker网络进行macvlan或ipvlan等等都是可能的解决方法。用户尝试了几种方法，但无法成功地通过SDK与设备建立IP v4连接，并通过IP v6收集流数据。

所以，如何解决这个问题呢？假设这些设备有一个VLAN ID 2，IP为172.16.2.1/24，主机网络接口的IP为172.16.2.2/24，设备和主机分别有一个附带IP v6地址的fe80::abcd:1/64和fe80::abcd:2/64。

解决方案

请注意以下操作可能因版本差异或网络环境不同而有所变化，请做好备份并在实施前仔细阅读文档。

使用Docker的macvlan网络模式

一种解决方案是使用Docker的macvlan网络模式，它允许你为每个容器分配一个独立的MAC地址和IP地址，使它们在网络上看起来像是物理设备。这将允许你在每个容器中使用相同的VLAN ID和IP地址，但它们实际上是隔离的网络实体。以下是一些步骤：

创建一个macvlan网络，将其连接到宿主机的物理网络接口上，同时指定网关和子网信息。假设你的物理网络接口是eth0，VLAN ID是2，IP范围是172.16.2.0/24，网关是172.16.2.1，可以运行类似以下的命令：

sh docker network create -d macvlan --subnet=172.16.2.0/24 --gateway=172.16.2.1 -o parent=eth0.2 mymacvlan

使用创建的macvlan网络运行容器。在容器中可以配置与VLAN相对应的IP地址。假设你的容器名称是container1，可以运行以下命令：

sh docker run -d --name container1 --network=mymacvlan your_image

在容器内部，你可以配置与VLAN相对应的IP地址。比如，假设你的容器内部IP是172.16.2.10，你可以在容器内部执行以下命令：

sh ip addr add 172.16.2.10/24 dev eth0

配置SDK以使用容器的IP地址和端口进行通信。

使用网络命名空间

另一种方法是使用网络命名空间，它可以创建隔离的网络环境，每个命名空间中都有独立的网络设备和IP地址。你可以为每个设备创建一个独立的网络命名空间，并在其中配置相应的网络设置。这样可以实现与设备对应的隔离网络环境，避免IP冲突和数据干扰。

下面是一个简化的示例，展示如何使用网络命名空间：

创建网络命名空间：

sh ip netns add device1

在命名空间中添加虚拟网络设备并配置IP地址：

sh ip netns exec device1 ip link add dev eth0 type veth peer name eth0 netns 1 ip netns exec device1 ip addr add 172.16.2.1/24 dev eth0 ip netns exec device1 ip link set eth0 up