macvlan 本身是 linxu kernel 模块，其功能是允许在同一个物理网卡上配置多个 MAC 地址，即多个 interface，每个 interface 可以配置自己的 IP。macvlan 本质上是一种网卡虚拟化技术，Docker 用 macvlan 实现容器网络就不奇怪了。
macvlan 的最大优点是性能极好，相比其他实现，macvlan 不需要创建 Linux bridge，而是直接通过以太 interface 连接到物理网络。下面我们就来创建一个 macvlan 网络。
准备实验环境
我们会使用 host1 和 host2 上单独的网卡 enp0s9 创建 macvlan。为保证多个 MAC 地址的网络包都可以从 enp0s9 通过，我们需要打开网卡的混杂模式。
ip link set enp0s9 promisc on
确保 enp0s9 状态 UP 并且 promisc 模式已经生效。
当前实验环境如图所示：
在 host1 和 host2 中创建 macvlan 网络 mac_net1：
注意：在 host2 中也要执行相同的命令。
- -d macvlan 指定 driver 为 macvlan。
- macvlan 网络是 local 网络，为了保证跨主机能够通信，用户需要自己管理 IP subnet。
- 与其他网络不同，docker 不会为 macvlan 创建网关，这里的网关应该是真实存在的，否则容器无法路由。
- -o parent 指定使用的网络 interface。
在host1中启动busybox1容器：
docker run -itd --name bbox1 --ip=172.16.86.10 --network mca_net1 busybox
在host2中启动busybox2容器：
docker run -itd --name bbox2 --ip=172.16.86.11 --network mca_net1 busybox
要注意，bbox1与bbox2可以ping通ip，但是无法解析彼此的域名，可见 docker 没有为 macvlan 提供 DNS 服务，这点与 overlay 网络是不同的。
macvlan 网络结构分析
macvlan 不依赖 Linux bridge，brctl show可以确认没有创建新的 bridge。
查看一下容器 bbox1 的网络设备：
除了 lo，容器只有一个 eth0，请注意 eth0 后面的 @if4，这表明该 interface 有一个对应的 interface，其全局的编号为 4。根据 macvlan 的原理，我们有理由猜测这个 interface 就是主机的 enp0s9，确认如下：
可见，容器的 eth0 就是 enp0s9 通过 macvlan 虚拟出来的 interface。容器的 interface 直接与主机的网卡连接，这种方案使得容器无需通过 NAT 和端口映射就能与外网直接通信（只要有网关），在网络上与其他独立主机没有区别。
用 sub-interface 实现多 macvlan 网络
主机的网卡数量是有限的，如何支持更多的 macvlan 网络呢？
好在 macvlan 不仅可以连接到 interface（如 enp0s9），也可以连接到 sub-interface（如 enp0s9.xxx）。
VLAN 是现代网络常用的网络虚拟化技术，它可以将物理的二层网络划分成多达 4094 个逻辑网络，这些逻辑网络在二层上是隔离的，每个逻辑网络（即 VLAN）由 VLAN ID 区分，VLAN ID 的取值为 1-4094。
Linux 的网卡也能支持 VLAN（apt-get install vlan），同一个 interface 可以收发多个 VLAN 的数据包，不过前提是要创建 VLAN 的 sub-interface。
比如希望 enp0s9 同时支持 VLAN10 和 VLAN20，则需创建 sub-interface enp0s9.10 和 enp0s9.20。
在交换机上，如果某个 port 只能收发单个 VLAN 的数据，该 port 为 Access 模式，如果支持多 VLAN，则为 Trunk 模式，所以接下来实验的前提是：enp0s9 要接在交换机的 trunk 口上。不过我们用的是 VirtualBox 虚拟机，则不需要额外配置了。
首先编辑 host1 和 host2 的 /etc/network/interfaces，配置sub-interface
auto enp0s9
iface enp0s9 inet manual
auto enp0s9.10
iface enp0s9.10 inet manual
vlan-raw-device enp0s9
auto enp0s9.20
iface enp0s9.20 inet manual
vlan-raw-device enp0s9
然后启用 sub-interface：
ifup enp0s9.10;ifup enp0s9.20
创建 macvlan 网络：
docker network create -d macvlan --subnet=172.16.10.0/24 --gateway=172.16.10.1 -o parent=enp0s9.10 mac_net10
docker network create -d macvlan --subnet=172.16.20.0/24 --gateway=172.16.20.1 -o parent=enp0s9.20 mac_net20
在 host1 中运行容器：
docker run -itd --name bbox1 --ip=172.16.10.10 --network mac_net10 busybox
docker run -itd --name bbox2 --ip=172.16.20.10 --network mac_net20 busybox
在 host2 中运行容器：
docker run -itd --name bbox3 --ip=172.16.10.11 --network mac_net10 busybox
docker run -itd --name bbox4 --ip=172.16.20.11 --network mac_net20 busybox
当前网络结构如图所示：
验证 macvlan 之间的连通性
bbox1 能 ping 通 bbox3，bbox2 能 ping 通 bbox4。即：同一 macvlan 网络能通信。
bbox1 无法 ping 通 bbox2 和 bbox4。即：不同 macvlan 网络之间不能通信。但更准确的说法应该是：不同 macvlan 网络不能 在二层上 通信。在三层上可以通过网关将 macvlan 连通，下面我们就启用网关。
我们会将 Host 192.168.56.101 配置成一个虚拟路由器，设置网关并转发 VLAN10 和 VLAN20 的流量。当然也可以使用物理路由器达到同样的效果。首先确保操作系统 IP Forwarding 已经启用。
输出为 1 则表示启用，如果为 0 可通过如下命令启用：
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
在 /etc/network/interfaces 中配置 vlan sub-interface：
auto eth2
iface eth2 inet manual
auto eth2.10
iface eth2.10 inet manual
vlan-raw-device eth2
auto eth2.20
iface eth2.20 inet manual
vlan-raw-device eth2
启用 sub-interface：
ifup eth2.10;ifup eth2.20
将网关 IP 配置到 sub-interface：
ifconfig eth2.10 172.16.10.1 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth2.20 172.16.20.1 netmask 255.255.255.0 up
添加 iptables 规则，转发不同 VLAN 的数据包。
iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth2.10 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth2.20 -j MASQUERADE
iptables -A FORWARD -i eth2.10 -o eth2.20 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i eth2.20 -o eth2.10 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i eth2.10 -o eth2.20 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i eth2.20 -o eth2.10 -j ACCEPT
当前网络拓扑如下图所示：
现在 host1 上位于 mac_net10 的 bbox1 已经可以与 host2 上位于 mac_net20 的 bbox4 通信了。
下面我们分析数据包是如何从 bbox1（172.16.10.10）到达 bbox4（172.16.20.11）的。整个过程如下图所示：
① 因为 bbox1 与 bbox4 在不同的 IP 网段，跟据 bbox1 的路由表：
数据包将发送到网关 172.16.10.1。
② 路由器从 eth2.10 收到数据包，发现目的地址是 172.16.20.11，查看自己的路由表：
于是将数据包从 eth2.20 转发出去。
③ 通过 ARP 记录的信息，路由器能够得知 172.16.20.11 在 host2 上，于是将数据包发送给 host2。
④ host2 根据目的地址和 VLAN 信息将数据包发送给 bbox4。
macvlan 网络的连通和隔离完全依赖 VLAN、IP subnet 和路由，docker 本身不做任何限制，用户可以像管理传统 VLAN 网络那样管理 macvlan。
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