1.虛擬化網絡
Network Namespace 是 Linux 內核提供的功能，是實現網絡虛擬化的重要功能，它能創建多個隔離的網絡空間，它們有獨自網絡棧信息。不管是虛擬機還是容器，運行的時候仿佛自己都在獨立的網絡中。而且不同Network Namespace的資源相互不可見，彼此之間無法通信。
假如我們的物理機有4塊物理網卡，我們要創建4個名稱空間，而這些設備是可以單獨關聯至某個單獨的名稱空間使用的
如上圖所示，把第一塊網卡分配給第一個名稱空間，第二塊分給第二個名稱空間，第三塊分給第三個名稱空間，第四塊分給第四個名稱空間。此時其它名稱空間都是看不見當前所在名稱空間的，因為一個設備只能屬於一個名稱空間。
這種方式使得每一個名稱空間都能配置IP地址，並且與外部網絡直接通信，因為它們使用的是物理網卡。
但如果我們所擁有的名稱空間數量超過物理網卡數量呢？此時我們可以使用虛擬網卡設備，用純軟件的方式來模擬一組設備來使用。Linux內核級支持2種級別設備的模擬，一種是二層設備，一種是三層設備。
Linux內核模擬的二層設備，每個網絡接口設備是成對出現的，可以模擬為一根網線的兩端，其中一端模擬主機的虛擬網卡，另一端模擬虛擬交換機，就相當於讓一個主機連到一個交換機上去。Linux內核原生支持二層虛擬網橋設備，即用軟件虛擬交換機的功能。如下圖所示：
那么此時如果再有一個名稱空間，它有創建了一對虛擬網卡，一端連接名稱空間，一端連接虛擬交換機，此時就相當於兩個名稱空間連接到了同一個交換機網絡中，此時如果兩個名稱空間的網卡地址配置在同一網段，那么很顯然他們之間是可以互相通信的。如下圖所示：
從網絡通信的物理設備到網卡都是用純軟件的方式來實現，這種實現方式就叫做虛擬化網絡。
2.單節點容器間通信
如果在同一個物理機上的兩個容器想通信，我們的辦法就是在這台主機上建立一個虛擬交換機，而后讓兩個容器各自用純軟件的方式創建一對虛擬網卡，一半在容器上，一半在虛擬交換機上，從而實現通信。如下圖所示：
這就是單節點上兩個容器間的通信方式。單節點上兩個容器之間的通信也有一些復雜情況，比如我們期望構建的容器要跨交換機通信呢？
我們做兩個虛擬交換機，兩個交換機上各自連接不同的容器，如上圖所示，此時如果要C1和C3通信又該如何實現呢？其實我們可以通過名稱空間創建一對網卡，一端連SW1，另一端連SW2，這樣一來兩個交換機就連起來了，照理說這樣一來C1和C3這兩個處於不同交換機的容器就可以實現通信了，但是這樣一來又存在另一個問題，那就是如果C1和C3在不同網絡呢？如果不在同一網絡我們就必須要通過路由轉發才能使其通信，也就是我們得在兩台交換機之間加一個路由器，其實Linux內核本身就是支持路由轉發的，只需要我們將路由轉發功能打開即可。此時我們可以再啟動一個容器，這個容器里面就跑一個內核，並將其轉發功能打開，這樣一來就模擬了一台路由器，通過這台路由器來實現路由轉發。
3.不同節點容器間通信
如上圖所示，此時如果C1要與C5進行通信又該如何實現呢？如果我們采用橋接的方式，很容易產生廣播風暴，因此，在大規模的虛擬機或容器的場景中，使用橋接的方式無疑是自取滅亡，所以我們不應該使用橋接的方式來實現通信。
如果一來，我們既不能橋接，又需要與外部來實現通信，那就只能使用NAT技術了。通過DNAT將容器的端口暴露到宿主機上，通過訪問宿主機的端口來實現訪問容器內部的目的，而在請求端我們需要做SNAT將數據包通過宿主機的真實網卡轉發出去。但這樣做的話，因為要進行兩次NAT轉換，所以效率會比較低。
此時我們可以采用一種叫做Overlay Network（疊加網絡）的技術來實現不同節點間容器的相互通信功能。
Overlay Network會將報文進行隧道轉發，也就是在報文發出去之前要為其添加一個IP首部，也就是上圖的1.1和1.2這部分，這里的1.1是源，1.2是目標，當宿主機2收到報文后解封裝發現要找的目標容器是C2，於是把包轉發給C2。