Dockerネットワーク完全ガイド

Dockerのネットワーク機能を、実務で使える実装例とともに詳しく解説します。

1. Dockerネットワークとは

ネットワークの役割

Dockerネットワークは、コンテナ間の通信を可能にし、コンテナを外部からアクセス可能にします。

コンテナ1
   ↓（ネットワーク）
コンテナ2
   ↓（ネットワーク）
外部（インターネット）

なぜネットワークが必要か

問題のある構成（ネットワークなし）:

# 問題: コンテナ間で通信できない
docker run -d --name app my-app:latest
docker run -d --name db postgres:14

# 問題点:
# 1. コンテナ間で通信できない
# 2. 外部からアクセスできない
# 3. ネットワーク設定が複雑

解決: Dockerネットワークによる接続

# 解決: ネットワークの作成と接続
docker network create my-network
docker run -d --name app --network my-network my-app:latest
docker run -d --name db --network my-network postgres:14

# メリット:
# 1. コンテナ間で通信可能
# 2. 外部からアクセス可能
# 3. ネットワークの一元管理

2. ネットワークの種類

bridgeネットワーク（デフォルト）

# デフォルトのbridgeネットワーク
docker network ls

# カスタムbridgeネットワークの作成
docker network create my-bridge-network

# コンテナをネットワークに接続
docker run -d --name app --network my-bridge-network my-app:latest

hostネットワーク

# ホストネットワークを使用
docker run -d --name app --network host my-app:latest

# ホストのネットワークスタックを直接使用
# ポートマッピングが不要

noneネットワーク

# ネットワークを無効化
docker run -d --name app --network none my-app:latest

# 外部との通信ができない

3. Docker Composeでのネットワーク

デフォルトネットワーク

version: '3.8'

services:
  app:
    build: .

  db:
    image: postgres:14-alpine

# 自動的に同じネットワークに接続される

カスタムネットワーク

version: '3.8'

services:
  app:
    build: .
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    image: postgres:14-alpine
    networks:
      - backend

networks:
  frontend:
    driver: bridge
  backend:
    driver: bridge

外部ネットワーク

version: '3.8'

services:
  app:
    build: .
    networks:
      - existing-network

networks:
  existing-network:
    external: true

4. コンテナ間通信

サービス名での通信

version: '3.8'

services:
  app:
    build: .
    environment:
      - DATABASE_URL=postgresql://postgres:password@db:5432/mydb

  db:
    image: postgres:14-alpine

# appコンテナからdbコンテナにアクセス可能

リンクの使用（非推奨）

# リンクの使用（非推奨）
docker run -d --name app --link db:database my-app:latest

5. ポートの公開

ポートマッピング

services:
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"  # ホスト:コンテナ
      - "8080:80"    # 複数ポート

ポート範囲の公開

services:
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000-3010:3000-3010"

6. 実務でのベストプラクティス

パターン1: マイクロサービスアーキテクチャ

version: '3.8'

services:
  api:
    build: ./api
    networks:
      - app-network

  frontend:
    build: ./frontend
    networks:
      - app-network
    ports:
      - "3000:3000"

  db:
    image: postgres:14-alpine
    networks:
      - app-network

networks:
  app-network:
    driver: bridge

パターン2: ネットワークの分離

version: '3.8'

services:
  app:
    build: .
    networks:
      - public-network
      - private-network

  db:
    image: postgres:14-alpine
    networks:
      - private-network  # 外部からアクセス不可

networks:
  public-network:
    driver: bridge
  private-network:
    driver: bridge
    internal: true  # 外部アクセスを無効化

7. よくある問題と解決策

問題1: コンテナ間で通信できない

原因:

同じネットワークに接続されていない
サービス名が間違っている

解決策:

# ネットワークの確認
docker network inspect network_name

# コンテナのネットワーク確認
docker inspect container_name | grep NetworkMode

問題2: ポートが公開されない

原因:

ポートマッピングが正しく設定されていない
ファイアウォールでブロックされている

解決策:

# ポートマッピングの確認
services:
  app:
    ports:
      - "3000:3000"  # 正しい形式

これで、Dockerネットワークの基礎知識と実務での使い方を理解できるようになりました。