도커 환경으로 구성된 인프라들을 최근들어 자주 접하게 되고, 프론트 리소스도 도커, 쿠버네티스 환경에서 운영됨에 따라, 프론트 개발자도 이에 대한 지식이 필요하다고 느껴 스터디를 진행합니다. 스터디는 “시작하세요 도커/쿠버네티스” 책으로 진행합니다.
도커? 🐋
리눅스 컨테이너에 여러 기능을 추가하여
→ 어플리케이션을 컨테이너로서 좀더 쉽게 사용할 수 있게 만들어진 오픈소스 프로젝트
- 리눅스 : 리눅스(Linux)는 1991년 9월 17일 리누스 토르발스가 처음 출시한 운영 체제 커널인 리눅스 커널에 기반을 둔 오픈 소스 유닉스 계열 운영 체제 계열
- 컨테이너:
컨테이너는 기존의 시스템에 존재하는 프로세스를
→ 해당 시스템에서 격리하여,
→ 독자적인 시스템 환경을 구축하는 기술입니다.- 이를 리눅스 환경에서 실제로 구현한 것이 리눅스 컨테이너입니다.
- Go 언어로 작성돼 있음
- 도커 == 도커 엔진 혹은 도커에 관련된 모든 프로젝트
- 도커의 생태계에 있는 여러 프로젝트들은: 도커엔진을 좀 더 효율적으로 사용하기 위한 것에 불과함
- → 핵심은 도커 엔진
- 도커엔진을 사용하는 방법을 익히는것 == 도커와 관련된 모든 프로젝트를 능숙하게 다루기 위한 첫걸음
- 도커의 철학: 한 컨테이너에 프로세스 하나만 실행하는 것
가상머신과 도커 컨테이너
- 기존의 가상화 기술 : 하이퍼 바이저를 이용해, 여러개의 운영체제를 하나의 호스트에서 생성해, 사용하는 방식
가상머신 Hypervisor
- 하이퍼바이저: 가상 머신(Virtual Machine, VM)을 생성하고 구동하는 소프트웨어
- 서로 다른 복수 개의 OS(== 가상머신이라는 단위)를 단일 물리 머신 위에서 스케줄링 할 수 있는 소프트웨어
- 각 가상머신에는 우분투 Ubuntu, CentOS 등의 운영체제가 설치되어 사용된다.
- Guest OS: 하이퍼바이저에 의해 생성되고 관리되는 운영체제
- 다른 게스트 운영체제와는 완전히 독립된 시스템 자원을 할당 받아 사용한다.
- 가상화 방식을 사용할 수 있는 가상화 툴: VirtualBox, VMware
Hypervisor의 단점 👎
- 일반 호스트에 비해 성능의 손실이 발생: 각종 시스템 자원을 가상화하고, 독립된 공간을 생성하는 작업은 ⇒ 하이퍼바이저를 반드시 거침
- 이미지의 크기 또한 커진다: 가상머신은 게스트 운영체제를 사용하기위한 라이브러리, 커널 등을 전부 포함하기 때문에, 가상머신을 배포하기위한 이미지로 만들었을 때 이미지의 크기 또한 커진다.
커널? 운영 체제(OS)의 주요 구성 요소이며 컴퓨터 하드웨어와 프로세스를 잇는 핵심 인터페이스
- 장점 👍: 완벽한 운영체제를 생성할 수 있다.
- 단점 👎: 일반 호스트에 비해 성능 손실 / 가상머신을 배포하기 위한 이미지로 만들었을때, 이미지 크기 또한, 커진다.
도커 컨테이너 특징
- 성능 손실이 없다.
- 가상화된 공간을 생성하기 위해 리눅스의 자체 기능인 chroot, 네임스페이스 namespace, cgroup을 사용,
- → 프로세스 단위의 격리 환경을 만든다.
- → 성능손실이 없다. 가상화된 공간을 사용할때의 성능손실도 없음.
- 용량이슈 없음
- 컨테이너에 필요한 커널은 → 호스트의 커널을 공유해 사용
- 컨테이너 안에는 어플리케이션을 구동하는 데 필요한 라이브러리 및 실행파일만 존재
- 이미지로 만들어서 배포시, 시간이 가상머신보다 빠름.
💡 도커를 시작해야하는 이유!
- 컨테이너는 OpenVZ, LXC, cri-o등 몇가지 존재는 함
- 도커는 컨테이너 생태계에서 사실상 표준.
- 쿠버네티스, 메소스와 같은 오픈소스 프로젝트에서도, 도커를 기준으로 개발됨.
- 어플리케이션의 개발과 배포가 편해진다.
- 여러 어플리케이션의 독립성과 확장성이 높아짐.
1. 어플리케이션의 개발과 배포가 편해진다.
- 호스트OS: 서버 부팅시 실행되는 운영체제
- 도커 컨테이너 : 호스트OS 위에서 실행되는 격리된 공간
- 컨테이너 내부에서 설정수정, 디펜던시 설치 해도 호스트OS에는 영향 없음
- 컨테이너 내부에서 여러 작업을 마친뒤, 운영환경에 배포하려고 한다면?
- 해당 컨테이너를 도커 이미지라고 하는 일종의 패키지로 만들어 운영서버에 전달하기만 하면된다.
- 서비스를 개발할 때 사용했던 환경을
다른 서버에서도 컨테이너로써 똑같이 복제할 수 있기 때문에
개발/운영 환경의 통합이 가능하다.
- 도커 이미지: 가상머신의 이미지와 달리, 커널을 포함하고 있지 않아 이미지가 크지 않다.
- 도커 이미지 내용을 레이어 단위로 구성
- 중복되는 레이어를 재사용할 수 있다. → 어플리케이션 배포 속도가 빨라진다.
2. 여러 어플리케이션의 독립성과 확장성이 높아짐.
- 모놀리스 Monolith 어플리케이션 :
- 소프트웨어의 여러 모듈이 상호작용하는 로직을 하나의 프로그램 내에서 구동시키는 방식
- 소규모에서는 어울리지만,
- 서비스의 기능이 복잡해지고, 거디해질수록 → 소프트웨어 자체의 확장성과 유연성이 줄어든다.
- 마이크로 서비스 microservices
- 여러 모듈을 독립된 형태로 구성
- 언어에 종속되지 않고, 변화에 빠르게 대응할 수 있다.
- 모듈 관리가 쉬워진다.
- → 컨테이너는 수 초 내로 생성, 시작이 가능하며,
→ 여러 모듈에게 독립된 환경을, 동시에 제공할 수 있기 때문에
→ 마이크로 서비스 구조에서 가장 많이 사용되는 가상화 기술이다. - 컨테이너 기반의 마이크로 서비스는 개발자가 그 구조를 직접구현하지 ❌
- 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼을 통해 사용하는 것이 일반적 (도커 스웜모드, 쿠버네티스…)
예) 웹서비스
- 데이터베이스 컨테이너 / 웹서버 컨테이너 분리
- 웹서비스에 부하 발생시 → 웹 서버 컨테이너만 동적으로 늘려서 부하 분산
- 웹서버와 데이터베이스의 이미지 버전을 독립적으로 관리
- 유지보수 용이해짐
도커 이미지와 컨테이너
- 이미지, 컨테이너 : 도커 엔진에서 사용하는 기본단위
도커 이미지
- 컨테이너를 생성할 때 필요한 요소 (가상머신을 생성할 때 사용하는 iso 파일과 비슷)
- 이미지: 여러개의 계층으로된 바이너리 파일이 존재 (컨테이너를 생성하고, 실행할 때 읽기 전용으로 사용됨)
- 도커 명령어로 내려받을 수 있다.
- 리툭스 운영체제, 어플리케이션, 빅데이터 분석도구, .. 갖가지 종류가 있음
1 | {{ 저장소 }}/{{ 이미지 이름 }}:{{ 태그 }} |
- 저장소: 이미지가 저장된 저장소를 의미
- 이미지 이름: 이미지가 어떤 역할을 하는지 나타낸다.
- 태그: 이미지의 버전 관리, 리비전 관리에 사용된다. (생략시 latest)
도커 컨테이너
- 이미지로 -> 컨테이너 생성가능
- 해당 이미지의 목적에 맞는 파일이 들어있는,
파일시스템과 격리된 시스템 자원 및 네트워크를 사용할 수 있는
독립된 공간이 생성된다. - 도커 컨테이너는, 생성될 때 사용된 도커이미지의 종류에 따라, 알맞은 설정과 파일을 갖고 있다.
- 도커이미지의 목적에 맞도록 사용되는 것이 일반적
- 예) 웹서버 도커이미지로부터, 여러개의 컨테이너를 생성하면 → 생성된 컨테이너의 갯수만큼 웹서버가 생성
- 컨테이너는 이미지를 읽기 전용으로 사용함
- 이미지에서 변경된 사항만 컨테이너 계층에 저장한다…
- → 컨테이너에서 무엇을 하던, 원래 이미지는 영향을 받지 않는다.
도커 컨테이너 다루기
도커 GUI 클라이언트 사용하며 익히면 굳
- 컨테이너 생성:
docker run -i -t ubuntu:14.04(1. ubuntu:14.04 이미지 기준으로pull, 2. 컨테이너 생성create, 3. 내부 진입attach) - 컨테이너 나가기:
exit(컨테이너 정지 + 나감),Ctrl+P,Q(그냥 나감 (정지 않함)) - 컨테이너 목록확인:
docker ps(정지되지 않은 컨테이너만 출력) (-a정지된 것까지 출력) - 컨테이너 삭제:
docker rm(복구 불가능/ 실행중인것은 삭제 불가능),docker container prune(모든 컨테이너 삭제) - 컨테이너 외부에 노출: 가상 IP주소를 할당받으며 (
eth0), 외부 노출 가능eth0의 IP포트를 Host의 IP와 포트에 바인딩 해야함docker run ... -p 81:80 ubuntu:14.04- Host IP의 81번 호트로 컨테이너 접근
- 컨테이너 80번 포트로 port forwarding (컨테이너의 열려있는 80번 포트로 연결)
기타 cli
1 | docker run -i -t --name joy ubuntu:14.04 |
-i: 상호 입출력-t: tty를 활성화 (bash shell 사용하도록 설정)--name: 컨테이너 네이밍
1 | docker run -d --name detach_test ubuntu:14.04 |
- detached 모드 (foreground): detached 모드로 컨테이너를 실행한다.
- detached 모드: 컨테이너를 백그라운드에서 동작하는 어플리케이션으로써 실행하도록 설정
- 입출력이 없는 상태로 컨테이너를 실행
- detached 모드는 반드시 컨테이너에서 프로그램이 실행되야 하며, 포그라운드 프로그램이 실행되지 않으면 컨테이너는 종료됨
- detached 모드여도, 컨테이너 내부 shell 사용가능:
1
docker exec -it {{ 컨테이너 이름 }} /bin/sh
1 | docker pull // 원격에 있는 이미지 풀받기 |