1. はじめに
こんにちは。株式会社ジールの @yszdh です。
この記事では、以下の内容を図解を交えながら説明します。
- コンテナのネットワークがどのような仕組みで動いているか
- docker-composeのコンテナが互いに通信できる理由
- bridge / host / none / overlay の4つのネットワークモードの違いと使い分け
対象読者
- Dockerを使い始めたばかりの方
-
docker runやdocker-composeは使えるが、ネットワークの仕組みがよくわからない方
※ Docker Swarm / Kubernetes などマルチホスト環境のネットワーク（Overlayモード）の詳細は本記事のスコープ外です。
検証環境
この記事では、以下の環境で動作確認しています。
- OS: Ubuntu 24.04.4 LTS
- Docker Engine: 29.5.0
- Docker Compose: v5.1.3
2. コンテナのネットワークはどう動いているのか
ネットワークNamespace の概念説明
Dockerコンテナは起動時にNetwork Namespace（ネットワーク名前空間）を作成します。
各コンテナは独立したネットワーク空間を持つため、ネットワーク設定を分けて管理できます。
ただし、Dockerのネットワークに接続されていなければ、コンテナ同士は通信できません。
通信するには、どこかのネットワークに接続される必要があります。
docker0・veth・eth0 の関係図
docker0
Dockerには最初から bridge というデフォルトネットワークがあり、Linux上では通常 docker0 という仮想ブリッジとして見えます。
これはスイッチのような役割を持ち、デフォルト bridge に接続されたコンテナ同士の通信を中継します。
複数コンテナがdocker0へ接続されることで通信できるようになります。
vethペア
コンテナとホスト側のブリッジをつなぐために使われるのが vethペア です。
コンテナ起動時に自動で作成され、片方がコンテナ内、もう片方がホスト側に配置されます。
eth0
コンテナの中からは、vethペアの片方が eth0 という名前のネットワークインターフェースとして見えます。
つまり、コンテナ内では eth0 を通じて外部ネットワークと通信します。
3. docker compose と docker run の違い
docker compose で起動したコンテナ同士は通信できますが、docker run で別に起動したコンテナとは、そのままでは名前解決できないことがあります。
docker compose は専用のbridgeネットワークを自動生成する
docker compose up を実行すると、専用の ユーザー定義 bridge ネットワーク が自動で作成されます。
WSL 上の Linux ファイルシステム で実行します。
事前に以下のファイル構成を用意します。
C:\Users\<ユーザー名>\test_docker_network
├── docker-compose.yaml
└── nginx
└── index.html
ディレクトリ作成、移動
mkdir -p /mnt/c/Users/<USER>/test_docker_network
cd /mnt/c/Users/<USER>/test_docker_network
nginx/index.html
hello world
docker-compose.yaml
services:
nginx:
image: nginx
ports:
- "8080:80"
volumes:
- ./nginx:/usr/share/nginx/html:ro
ubuntu:
image: ubuntu
command: sleep infinity
① docker compose でコンテナを起動し、専用ネットワークが自動生成されることを確認する
コマンド
docker compose -f docker-compose.yaml -p docker_network up -d
出力結果
[+] up 3/3
✔ Network docker_network_default Created
✔ Container docker_network-nginx-1 Started
✔ Container docker_network-ubuntu-1 Started
コンテナが起動していることを確認
docker ps
yamlに記載したコンテナが起動していることを確認
出力結果
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
xxxxxxxxxxxx nginx "/docker-entrypoint.…" xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxx 0.0.0.0:8080->80/tcp, [::]:80->80/tcp docker_network-nginx-1
xxxxxxxxxxxx ubuntu "sleep infinity" xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxx docker_network-ubuntu-1
② ネットワーク一覧を表示し、専用ネットワークの存在を確認する
コマンド
docker network ls
出力結果
NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
xxxxxxxxxxxx bridge bridge local
xxxxxxxxxxxx docker_network_default bridge local
xxxxxxxxxxxx host host local
xxxxxxxxxxxx none null local
この docker_network_default は、Compose が自動作成した ユーザー定義 bridge ネットワーク です。
デフォルト bridge の bridge や、docker0 とは別のものです。
コンテナ名でアクセスできる仕組み（DNSの役割）
Dockerでは、同じネットワークに所属するコンテナ同士は、コンテナ名で通信できます。
たとえば curl nginx:80 を実行すると、Docker の内部DNSが nginx という名前を IP アドレスに変換します。
この名前解決があるため、IPアドレスを意識せずにコンテナへアクセスできます。
コンテナ同士の通信を確認する
③ docker composeコンテナ内からコンテナ名でnginxにアクセスできることを確認する
ubuntuコンテナにはcurlが含まれていないため、先にインストールします。
docker exec -it docker_network-ubuntu-1 sh でコンテナに入った後、# になっていればコンテナ内に入っています。
コマンド
docker exec -it docker_network-ubuntu-1 sh
# になった状態(コンテナ内)で apt update などを実行します。
apt update && apt install -y curl
curl nginx
yamlにて定義したコンテナをcomposeにて起動し、ubuntuコンテナの中から、nginxの名前だけでアクセスできていることを確認できます。
出力結果
hello world
※確認後はexitで出る
exit
④ nginxコンテナと、ubuntuコンテナが専用ネットワークに所属していることを確認する
コマンド
docker inspect docker_network-nginx-1 | grep -i network
docker inspect docker_network-ubuntu-1 | grep -i network
出力結果
"NetworkMode": "docker_network_default"
同じネットワークに属しているため、コンテナ名で接続が可能です。
docker run で起動したコンテナは繋がらない
docker run でネットワークを指定せずに起動したコンテナは、デフォルトの bridge ネットワークに接続されます。
一方、Compose で起動したコンテナは、Compose が自動生成した docker_network_default ネットワークに接続されます。
そのため、所属ネットワークが異なると、名前解決できずにアクセスできません。
⑤ testコンテナを起動する
コマンド
docker run -d --name test --rm ubuntu sleep 500
⑥ コンテナが起動していることを確認する
コマンド
docker ps
出力例
CONTAINER ID IMAGE COMMAND STATUS NAMES
xxxxxxxxxxxx ubuntu "sleep 500" Up xx sec test
⑦ docker runコンテナがデフォルトのbridgeネットワークに所属していることを確認する
コマンド
docker inspect test | grep -i network
出力結果
"NetworkMode": "bridge"
Compose の nginx コンテナが所属する docker_network_default と、docker run で起動した test コンテナが所属する bridge は別のネットワークです。
そのため、test コンテナから nginx という名前は解決できません。
⑧ test コンテナに入り、curl をインストールしてから nginx へアクセスする
コマンド
docker exec -it test sh
# になった状態（コンテナ内）で実行します。
apt update && apt install -y curl
curl nginx
curl nginxを実行してもdocker composeにて起動したコンテナとはネットワークが異なるため、curl コンテナ名では結果が得られません。
出力例
curl: (6) Could not resolve host: nginx
※確認後はexitで出る
exit
4. 4つのネットワークモード
Dockerには主に4つのネットワークモードが存在します。
- bridge
- host
- none
- overlay
それぞれ用途や通信方式が異なります。
4-1. bridge
Docker のデフォルトネットワークはこの bridge で、docker0 として見えます。
コンテナは docker0 に接続され、同じ bridge 上のコンテナ同士で通信できます。
また、ホスト側からはポートマッピングを使ってコンテナへアクセスできます。
① コンテナを起動
コマンド
docker run --rm -d --name nginx_bridge -p 8081:80 nginx
② コンテナが起動していることを確認する
コマンド
docker ps
出力例
CONTAINER ID IMAGE COMMAND STATUS PORTS NAMES
xxxxxxxxxxxx nginx "/docker-entrypoint.…" Up xx sec 0.0.0.0:8081->80/tcp, [::]:8081->80/tcp nginx_bridge
③ コンテナのIPアドレスを確認する
コマンド
docker inspect nginx_bridge | grep -i ipaddress
出力例
"IPAddress": "172.17.x.x"
④ docker0のGatewayを確認し、同じIPレンジであることを確認する
コマンド
docker network inspect bridge | grep -i gateway
出力例
"Gateway": "172.17.x.x"
コンテナの IP が 172.17.x.x の範囲になっていることから、デフォルト bridge ネットワークに所属していることが分かります。
4-2. host
host モードでは、コンテナがホストのネットワーク名前空間をそのまま共有します。
そのため、コンテナ専用の IP アドレスは割り当てられません。
また、ホストのネットワークを直接使うため、-p によるポートマッピングは不要です。
① コンテナを起動する
コマンド
docker run --network=host --rm -d --name net_host busybox sleep 3600
② コンテナが起動していることを確認
docker ps
出力例
CONTAINER ID IMAGE COMMAND STATUS NAMES
xxxxxxxxxxxx busybox "sleep 3600" Up xx sec net_host
③ コンテナのIPアドレスを確認する
コマンド
docker inspect net_host | grep -i ipaddress
出力結果
"IPAddress": ""
④ Gatewayを確認する
コマンド
docker network inspect host | grep -i gateway
出力結果
（出力なし）
host ネットワークでは、bridge のような Gateway は表示されません。
⑤ コンテナ内からネットワークインターフェースを確認する
まず、ホスト側のネットワークインターフェースを確認します。
ip addr
次に、host モードで起動したコンテナ内からも確認します。
docker exec net_host ip addr
出力例
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> ...
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> ...
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> ...
4: br-xxxx: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> ...
host モードではコンテナがホストのネットワーク名前空間を共有するため、ホスト側で見えるネットワークインターフェースと同じものが、コンテナ内からも表示されます。
確認ポイント
ホスト側の
lo
eth0
docker0
br-bc227ceb5004
veth...
と同じようなインターフェースが、コンテナ側にも表示されることです。
4-3. none
none モードでは、外部ネットワークに接続するためのインターフェースが作成されません。
そのため、コンテナは外部と通信できません。
① コンテナを起動する
コマンド
docker run --network=none --rm -d --name nginx_none nginx
② コンテナが起動していることを確認する
コマンド
docker ps
出力例
CONTAINER ID IMAGE COMMAND STATUS PORTS NAMES
xxxxxxxxxxxx nginx "/docker-entrypoint.…" Up xx sec nginx_none
③ IPアドレスが付与されていないことを確認する
コマンド
docker inspect nginx_none | grep -i ipaddress
出力結果
"IPAddress": ""
④ Gatewayを確認する
コマンド
docker network inspect none | grep -i gateway
出力結果
（出力なし）
IP アドレスも Gateway も割り当てられないため、none モードでは外部との通信ができません。
4-4. overlay（紹介のみ）
overlay は、複数の Docker ホスト間で通信するためのネットワークです。
単一ホスト内で使う bridge や host と違い、overlay は複数ホストをまたいだ通信を実現するための仕組みです。
位置づけ
Docker のネットワークは、大きく次の 2 つに分けて考えられます。
- Single Host Networking
- bridge
- host
- none
- Multi Host Networking
- overlay
5. ネットワークの操作コマンド
| コマンド | 説明 |
|---|---|
docker network ls |
ネットワーク一覧を表示 |
docker network create --driver bridge <名前> |
bridgeネットワークを作成 |
docker network rm <名前> |
ネットワークを削除 |
docker run --network=<モード名> ... |
ネットワークを指定してコンテナ起動 |
docker inspect <コンテナ名> |
コンテナのネットワーク情報を確認 |
6. 後片付け(クリーンアップ)
検証で作成したコンテナとネットワークを削除します。
docker compose で起動したコンテナとネットワークを削除
docker compose -p docker_network down
docker run で起動したコンテナを停止・削除
docker stop nginx_bridge net_host nginx_none
※ docker run 時に --rm を付けていないコンテナは、停止後も残るため明示的に削除します。
--rm 付きで起動した test コンテナは停止時に自動削除されています。
7. まとめ
この記事では、Dockerネットワークの基本的な仕組みと4つのネットワークモードについて解説しました。
- コンテナはNetwork Namespaceで隔離されており、docker0・vethペア・eth0を通じて通信します。
-
docker composeは専用のbridgeネットワークを自動生成するため、コンテナ間でコンテナ名による通信が可能です。
参考
本記事を作成するうえで、以下の資料を参考にさせていただきました。
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