Dockerで「bind: address already in use」エラー

概要

Dockerコンテナを立ち上げようとしたときに、bind: address already in useエラーが出た時の対処法。

エラー内容

• docker-compose up --buildを実行したところ発生。

エラーメッセージ

Attaching to hoge-web
Error response from daemon: 

# ポートが使用できない
Ports are not available: 

# ポート3306が既に使用されているため、バインド（割り当て）できない
exposing port TCP 0.0.0.0:3306 -> 0.0.0.0:0: listen tcp 0.0.0.0:3306: bind: address already in use

解決方法

3つの選択肢がある。

1. 既に使っているポートを停止する
2. 今回立ち上げようとしていたポート番号を変更する
   • 👉ホストマシン(自分のPC等)とコンテナ内のポート番号両方
3. 今回立ち上げようとしていたポート番号を変更する
   • 👉ホストマシン（自分のPC等）のみ

1. 既に使っているポートを停止する

• 既にポート3306を使用しているプロセスを特定し、停止する。
  • MySQLなどのデータベースが既にポート3306を使用している可能性がある。

2.　今回立ち上げようとしていたポート番号を変更する
👉ホストマシン(自分のPC等)とコンテナ内のポート番号両方

• docker-compose.ymlなどの設定ファイルで、コンテナが使用するポートを別のポートに変更する。

❓別のポート番号って何番使えばいいの🤔

以下のポイントを考慮するとよい。

1. 標準ポートは避ける
   • よく使われる標準ポート（例えば、80番（HTTP）、443番（HTTPS）、22番（SSH）など）は避けるのが無難
2. 未使用のポートを選ぶ
   • 一般的に1024番以降のポート番号はユーザーが自由に使用できる範囲
     • 1024から49151までのポート番号は「登録済みポート」としてIANA（Internet Assigned Numbers Authority）によって管理されているが、カスタムアプリケーションで使用してもいい
       • 例: 8080, 8081, 9090, 10000
       • 8080や9090などのポート番号は、開発者や運用者にとって馴染みがあり、覚えやすいという利点がある
     • 49152から65535までのポート番号は「動的/プライベートポート」として予約されており、ユーザーが自由に使用できる
       • 例: 49152, 49153, 50000, 60000

（例）docker-compose.yml

services:
  db:
    image: mysql:8.0
    ports:
      - '3307:3307' # ３３０６から変更！

ポート番号	こんな風に使われることが多い
8080	HTTPの代替ポートとしてよく使用される。開発環境やテスト環境で頻繁に使用されるポート。
8081	8080の代替ポートとして使用されることが多い。
9090	管理インターフェースやモニタリングツールなどで使用されることが多い。
10000	特定のカスタムアプリケーションや内部ツールで使用されることが多い。

3.　今回立ち上げようとしていたポート番号を変更する
👉ホストマシン（自分のPC等）のみ

このことを難しい言葉で言うとポートフォワーディングという。
（ネットワーク通信において特定のポート番号を別のポート番号に転送する技術）

（例）docker-compose.yml

services:
  db1:
    image: mysql:8.0
    ports:
      - '3307:3306'  # ホスト側のポート3307をコンテナ側のポート3306にマッピング

❓コンテナ側のポート番号は重複していていいの🤔

よい。

• ホストマシン側のポートは一意である必要がある。
  • つまり、同じポート番号を複数のサービスやコンテナで同時に使用することはできない。
  • 使用すると冒頭のエラーが発生する。
• コンテナ側のポートは、各コンテナが独立したネットワーク名前空間を持っているため、他のコンテナと重複しても問題ない。
  • 例えば、複数のコンテナがそれぞれポート3306を使用していても、それぞれのコンテナ内で独立して動作する。
    • 以下の例のように、コンテナ側のポート両方が3306を使っていても動作する

（例）docker-compose.yml

services:
  db1:
    image: mysql:8.0
    ports:
      - '3307:3306'  # ホスト側のポート3307をコンテナ側のポート3306にマッピング

  db2:
    image: mysql:8.0
    ports:
      - '3308:3306'  # ホスト側のポート3308をコンテナ側のポート3306にマッピング

❓そもそもDockerコンテナってオンライン？どこと繋がっているの？🤔

• Dockerコンテナは、ホストマシン上で実行される仮想化された環境
  • コンテナはホストマシンのリソースを共有しながら、独立したネットワーク名前空間を持っている

🙋つまり、Dockerコンテナ自体はホストマシン上にあるよ

コンテナのネットワーク

• ホストマシンとの接続
  • コンテナはホストマシンのネットワークインターフェースを通じて外部と通信する
  • docker-compose.ymlファイルで指定されたポートフォワーディングにより、ホストマシンの特定のポートがコンテナ内の特定のポートにマッピングされる
• ブリッジネットワーク
  • デフォルトでは、Dockerはブリッジネットワークを使用する
  • これは、ホストマシンとコンテナ、そしてコンテナ同士を接続する仮想ネットワーク
  • ブリッジネットワーク内では、コンテナはIPアドレスを持ち、他のコンテナと通信できる

🙋名前空間を上手につかって、ホストマシン上でコンテナ間のネットワーク分離を実現しているよ

コンテナ間の通信

• 同じネットワーク内のコンテナ
  • 同じDockerネットワークに接続されているコンテナは、互いにホスト名（サービス名）で通信できる
    • 例えば、docker-compose.yml ファイルで定義された db サービスに対して、web サービスから db:3306 のようにアクセスできる
• 異なるネットワーク間のコンテナ
  • 異なるネットワークに接続されているコンテナ間で通信する場合、適切なネットワーク設定やポートフォワーディングが必要

外部との通信

• インターネットアクセス
  • コンテナはホストマシンのネットワークインターフェースを通じてインターネットにアクセスできる
    • 例えば、コンテナ内のアプリケーションが外部APIにアクセスする場合、ホストマシンのネットワークを通じて通信が行われる

（例）docker-compose.yml

# ホストマシンのポート8080にアクセスすると、その通信はコンテナ内のポート80に転送する

services:
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "8080:80"  # ホストマシンのポート8080をコンテナ内のポート80にマッピング

🙋ブラウザでhttp://localhost:8080にアクセスすると、コンテナ内のNginxサーバーに接続されるよ

補足：外部とやりとりする時は、以下の情報を設定していくことが多い

1. ポートフォワーディングの設定
   • portsキーを使用して、ホストマシンのポートとコンテナ内のポートをマッピング
     • （例）webサービスでは、ホストマシンのポート8080がコンテナ内のポート80にマッピング
2. 環境変数の設定
   • environmentキーを使用して、コンテナ内のサービスに必要な環境変数を設定
     • （例）appサービスでは、NODE_ENV や DATABASE_URLなどの環境変数を設定
3. ボリュームの設定
   • volumesキーを使用して、データの永続化や設定ファイルの共有を行う
     • （例）dbサービスでは、データベースデータを永続化するためにdb_dataボリュームを使用
4. ネットワークの設定
   • networksキーを使用して、カスタムネットワークを設定し、サービス間の通信を管理
     • （例）webサービスと appサービスはfrontendネットワークに接続され、appサービスとdbサービスはbackendネットワークに接続

docker-compose.yml

services:
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "8080:80"  # ホストマシンのポート8080をコンテナ内のポート80にマッピング
    environment:
      - NGINX_HOST=localhost
      - NGINX_PORT=80
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf  # Nginxの設定ファイルを共有
    networks:
      - frontend

  app:
    build: ./app  # アプリケーションのDockerfileがあるディレクトリ
    ports:
      - "3000:3000"  # ホストマシンのポート3000をコンテナ内のポート3000にマッピング
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - DATABASE_URL=mysql://user:password@db:3306/mydatabase
    volumes:
      - ./app:/usr/src/app  # アプリケーションコードを共有
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=password
      - MYSQL_DATABASE=mydatabase
      - MYSQL_USER=user
      - MYSQL_PASSWORD=password
    ports:
      - "3306:3306"  # ホストマシンのポート3306をコンテナ内のポート3306にマッピング
    volumes:
      - db_data:/var/lib/mysql  # データベースデータの永続化
    networks:
      - backend

networks:
  frontend:
  backend:

volumes:
  db_data: