01_DevTIL ✍Devops

도커 개념과 컨테이너

도커 개념과 컨테이너

Docker
목차

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.

왜 우린 도커를 써야하나요?

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.
hypervisor

참고
[네이버클라우드 기술&경험] 가상화 개념 이해하기#1, QEMU vs KVM

  • 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.
VM vs Docker

도커 컨테이너 특징

  1. 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.
  2. 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.
  1. 어플리케이션의 개발과 배포가 편해진다.
  2. 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

  1. 컨테이너 생성: docker run -i -t ubuntu:14.04 (1. ubuntu:14.04 이미지 기준으로 pull, 2. 컨테이너 생성 create, 3. 내부 진입 attach)
  2. 컨테이너 나가기: exit (컨테이너 정지 + 나감), Ctrl+P,Q (그냥 나감 (정지 않함))
  3. 컨테이너 목록확인: docker ps (정지되지 않은 컨테이너만 출력) (-a 정지된 것까지 출력)
  4. 컨테이너 삭제: docker rm(복구 불가능/ 실행중인것은 삭제 불가능), docker container prune(모든 컨테이너 삭제)
  5. 컨테이너 외부에 노출: 가상 IP주소를 할당받으며 (eth0), 외부 노출 가능
    • eth0의 IP포트를 Host의 IP와 포트에 바인딩 해야함
    • docker run ... -p 81:80 ubuntu:14.04
      1. Host IP의 81번 호트로 컨테이너 접근
      1. 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
2
3
4
5
docker pull     // 원격에 있는 이미지 풀받기
docker images   // 로컬에 다운받은 이미지 확인
docker create   // 컨테이너 생성시 사용 (반환값: 컨테이너 고유 ID)
dokcer start    // 컨테이너 띄우기
docker attach   // 컨테이너 내부 들어가기

참고

profile

author.

Joy Kim @feel5ny

웹 프론트엔드 개발자입니다. 글쓰기와 정리를 좋아합니다.

📚