macvlan 本身是 linux 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。
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。
1、准备实验环境
创建一个 macvlan 网络。
使用 host1 和 host2 上再添加单独的网卡 ens37 创建 macvlan
为保证多个 MAC 地址的网络包都可以从 ens192 通过，需要打开网卡的混杂模式。
ip link set ens37 promisc on
ip link show ens37
确保 ens37 状态 UP 并且 promisc 模式已经生效。
如果 host1 和 host2 是 vwmare 虚拟机，还需要在网卡配置选项页中设置混杂模式
2、创建 macvlan 网络
在 host1 和 host2 中创建 macvlan 网络 mac_net1：
docker network create -d macvlan --subnet=172.16.86.0/24 --gateway=172.16.86.1 -o parent=ens37 mac_net1
注意：在 host2 中也要执行相同的命令。
1) -d macvlan 指定 driver 为 macvlan。
2) 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。
3) 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。
4) -o parent 指定使用的网络 interface。
在 host1 中运行容器 bbox1 并连接到 mac_net1。
由于 host1 中的 mac_net1 与 host2 中的 mac_net1 本质上是独立的，为了避免自动分配造成 IP 冲突，我们最好通过 --ip 指定 bbox1 地址为 172.16.86.10。
docker run -itd --name bbox1 --ip=172.16.86.10 --network mac_net1 busybox
在 host2 中运行容器 bbox2，指定 IP 172.16.86.11。
docker run -itd --name bbox2 --ip=172.16.86.11 --network mac_net1 busybox
验证 bbox1 和 bbox1 的连通性。
bbox2 能够 ping 到 bbox1 的 IP 172.16.86.10，但无法解析 “bbox1” 主机名。
可见 docker 没有为 macvlan 提供 DNS 服务，这点与 overlay 网络是不同的。
3、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 @if16，这表明该 interface 有一个对应的 interface，其全局的编号为 16。
根据 macvlan 的原理，我们有理由猜测这个 interface 就是主机的 ens37，确认如下：
由此可见，容器的 eth0 就是 ens37 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。
当前网络结构如图所示
4、用 sub-interface 实现多 macvlan 网络（另外的环境的测试网卡是ens192）
macvlan 会独占主机的网卡，也就是说一个网卡只能创建一个 macvlan 网络，否则会报错：
但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 ens192），也可以连接到 sub-interface（如 ens192.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 ens192 同时支持 VLAN10 和 VLAN20，则需创建 sub-interface ens192.10 和 ens192.20。
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：
ens192 要接在交换机的 trunk 口上。如果是虚拟机，则不需要额外配置了。
在 ens192.10 和 ens192.20 上创建 macvlan 网络。
首先编辑 host1 和 host2 的 /etc/network/interfaces，配置 sub-interfaces:
然后启用 sub-interface：
创建 macvlan 网络：
host1上：
docker network create -d macvlan --subnet=172.16.10.0/24 --gateway=172.16.10.1 -o parent=ens192.10 mac_net10
docker network create -d macvlan --subnet=172.16.20.0/24 --gateway=172.16.20.1 -o parent=ens192.20 mac_net20
host2上用同样方法创建macvlan网络。
在 host1 中运行容器：
在 host2 中运行容器：
当前网络结构如图所示：
5、macvlan 网络隔离和连通
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。
将 额外的doceker-machine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：
启用 sub-interface：
ifup ens192.10
ifup ens192.20
将网关 IP 配置到 sub-interface：
[[email protected] ~]$ifconfig ens192.10 172.16.10.1 netmask 255.255.255.0 up
[[email protected] ~]$ifconfig ens192.20 172.16.20.1 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 ens192.10 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens192.20 -j MASQUERADE
iptables -A FORWARD -i ens192.10 -o ens192.20 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i ens192.20 -o ens192.10 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i ens192.10 -o ens192.20 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i ens192.20 -o ens192.10 -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 ens192.10 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 ens192.20 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。