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【脱・全部入り】Dockerコンテナを分離・連携させるメリットと実践アーキテクチャ

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Dockerを使い始めたばかりの頃、1つのコンテナの中にOS、Webサーバー、データベース、アプリケーションのすべてを詰め込んでいませんか?
それは「動くけれど、Dockerの真価を発揮できていない」状態かもしれません。

この記事では、システムにおいてDockerコンテナを「機能ごとに分離」する理由と、それらがどのように連携(融合)して一つのシステムとして機能するのか、実例を交えて解説します。


1. なぜコンテナを分けるのか?(メリットとデメリット)

「1コンテナ=1プロセス(役割)」がDockerの基本原則です。では、なぜわざわざ分ける必要があるのでしょうか。

メリット:柔軟性と堅牢性の向上

  1. スケーラビリティ(拡張性)
  • アクセスが集中した際、データベースはそのままで「Webサーバーのコンテナだけ」を3つに増やす、といった部分的な増強が可能になります。
  1. 保守・更新のしやすさ
  • 「Pythonのバージョンを上げたい」という時に、データベースのコンテナには一切触れずに、アプリのコンテナだけを差し替えることができます。影響範囲を最小限に抑えられます。
  1. 耐障害性
  • アプリのコードにバグがあってアプリコンテナが落ちても、データベースコンテナは生きているため、データの破損リスクが下がります。

デメリット:構成の複雑化

  1. ネットワーク管理の手間
  • コンテナ同士が通信するためのネットワーク設定が必要になります。「localhost」で繋がっていたものが、明示的な通信設定をしないと繋がらなくなります。
  1. デバッグの難易度
  • ログが複数のコンテナに散らばるため、エラーの原因がどこにあるのか(アプリなのか、DBなのか、通信なのか)を追うのに工夫が必要です。

2. どうやって分離し、融合させるのか?

分離と融合の鍵となるのは、Docker Compose(またはKubernetesなどのオーケストレーションツール)です。

分離(Separation)のやり方

「Dockerfileを分ける」ことから始まります。

  • Webサーバー用: Nginxの公式イメージをベースにしたDockerfile
  • アプリ用: Python/Node.js等のランタイムを含んだDockerfile
  • DB用: MySQL/PostgreSQL等の公式イメージ(Dockerfile不要な場合も多い)

融合(Fusion)のやり方

バラバラになったコンテナを、docker-compose.yml という設計図で接着します。

  • 仮想ネットワーク: 自動的に作成される内部ネットワークでコンテナ同士を繋ぎます。
  • サービス名解決: IPアドレスの代わりに、「サービス名(例: db)」で通信できるようにします。

3. 実践例:Webアプリケーションの3層構造

具体的に、一般的なWebシステム(Webサーバー + アプリケーション + データベース)を構築する場合を見てみましょう。

構成概要

  • Frontend (Web Server): Nginx(静的ファイルの配信、リバースプロキシ)
  • Backend (App): Python Flask(ビジネスロジック)
  • Database: PostgreSQL(データ保存)

docker-compose.yml による融合

以下は、この3つを連携させるための定義ファイルのイメージです。

version: '3.8'

services:
  # --- 1. Webサーバー (入り口) ---
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "80:80"
    depends_on:
      - app # appが起動してからwebを起動する
    networks:
      - my-network

  # --- 2. アプリケーション (処理担当) ---
  app:
    build: ./app # ./appフォルダのDockerfileを使ってビルド
    environment:
      - DB_HOST=db # "db"という名前で接続先を指定
    networks:
      - my-network

  # --- 3. データベース (保存担当) ---
  db:
    image: postgres:13
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data # データ永続化
    networks:
      - my-network

# コンテナ同士が会話するための専用回線
networks:
  my-network:

# DBデータを消さないための保管庫
volumes:
  db-data:

システムとしての動作フロー

ユーザーがアクセスした時、システム内部では以下のようにバケツリレーが行われます。

  1. ユーザー がブラウザで http://localhost にアクセス。
  2. Webコンテナ (Nginx) がリクエストを受け取り、処理が必要なものは Appコンテナ へ転送します。
  3. Appコンテナ は、環境変数で渡されたホスト名 db を使って DBコンテナ に接続し、データを取得します。
  4. 結果が逆順でユーザーに返されます。

これが「分離されているが、システムとして融合している」状態です。


まとめ:マイクロサービスへの第一歩

コンテナを分離することは、最初は設定ファイルが増えて面倒に感じるかもしれません。しかし、システムが成長し、チーム開発になった時、その恩恵は絶大です。

  • DB担当者は db コンテナだけを気にする。
  • フロント担当者は web コンテナだけをいじる。

このように役割を明確に切り分ける設計こそが、モダンな開発現場で求められるスキルです。まずは身近なシステムを docker-compose で分割することから始めてみませんか?

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