🐋 Docker 입문 Ⅰ - 개요

📘 『그림과 실습으로 배우는 Docker & 쿠버네티스』를 읽고 정리한 글입니다.

Docker

• 다양한 프로그램과 데이터를 각각 독립된 환경에 격리하는 기능을 제공하는 소프트웨어이다.
• 즉 Container를 다루는 기능을 제공한다.
• Docker엔진, Container, Image로 구성되어 있다.

Docker 제약사항

• 어떤 형태로든 리눅스 운영체제가 개입된다.
• Container에서 동작하게 될 프로그램도 리눅스용 프로그램이다.

데이터나 프로그램을 독립된 환경에 격리해야 하는 이유

• 단일 환경에 여러 개의 프로그램으로 구성된 경우 특정 디렉터리를 공유하거나 동일 경로에 설정 정보를 관리한다.
• 그러므로 프로그램 하나를 업데이트하면 다른 프로그램에도 영향을 미친다.
• 이러한 문제의 원인은 대부분 프로그램 간 공유에 있다.

Container를 이용해 여러 기능의 서버를 함께 실행

• 기본적으로 서버의 기능은 소프트웨어가 제공하는 것이다.
• 예를 들어 서버에 Apache를 설치하면 웹 서버, Sendmail을 설치하면 메일 서버가 된다.
• 서버의 종류에는 웹 서버, 메일 서버, 데이터베이스 서버, 파일 서버, DNS 서버, DHCP 서버, FTP 서버, Proxy 서버, 인증 서버 등이 있다.
• 한 대의 서버 컴퓨터에는 웹 서버를 한 세트만 실행할 수 있다.
• 예를 들어 Apache 웹 서버를 두 개 올릴 수 없다.
• 하지만 Container 기술을 활용하면 여러 개의 웹 서버를 올릴 수 있다.
• 덕분에 물리 서버 수를 줄일 수 있다.
• Docker는 개발 측면에서 개발 환경을 갖추거나 운영 환경으로 쉽게 넘어갈 수 있다.
• Container는 그저 격리된 환경이 아니라 쉽게 옮길 수 있다는 특성이 있다.

Container는 자유로이 옮길 수 있다.

• 정확히는 Container 자체를 옮긴다기 보다는 Container 정보를 옮긴 후 다른 Docker 엔진에서 Container로 패키징하는 것이다.
• 이런 특성을 이용해 개발환경을 구성하여 팀원 전원에게 배포해 모두가 동일한 개발환경을 사용할 수 있다.
• Docker만 설치되어 있다면 운영체제 등 물리적 환경의 차이, 서버 구성의 차이를 무시할 수 있으므로 운영 서버와 개발 서버의 환경 차이로 인한 문제를 원천 차단할 수 있다.

가상화 기술과 Docker의 차이

✅ VirtualBox, VMware

• 가상화 기술은 메인 보드, CPU, 메모리 등의 물리적인 부품을 소프트웨어로 구현하는 것이다.
• 실질적으로 물리 서버와 동등한 것으로 운영체제를 완전히 설치해야 한다.

✅ Docker

• Container에서 리눅스가 동작하는 것으로 보이나 실제 리눅스가 동작하는 것은 아니다.
• 운영체제의 기능 중 일부를 호스트 물리 서버에 맡겨 부담을 덜어 둔 형태이다.
• 때문에 물리 서버에도 리눅스 기능이 필요하며 Container의 내용도 리눅스 운영체제가 될 수 밖에 없다.

Docker의 구조

• 리눅스 운영체제 위에 Docker 엔진이 동작하고, 그 위에 Container가 동작한다.
• 데이터나 프로그램은 Container 안에서 동작한다.
• 리눅스 운영체제는 커널과 주변 부분으로 구성된다.

운영체제와 하드웨어

• 운영체제의 주변 부분이 프로그램의 명령을 커널에 전달하고, 커널은 이를 해석하여 하드웨어에 전달한다.
• 또 커널이 실행한 결과를 주변 부분이 프로그램에 다시 전달하기도 한다.
• Docker는 이 과정을 어떻게 처리할까?
• Docker의 Container 안에는 데이터 및 프로그램, 그리고 운영체제의 주변 부분이 있다.
• 프로그램의 명령을 Container 속 주변 부분이 Docker 엔진에 전달하고, Docker 엔진은 이를 커널에 전달해준다.
• 아예 Container마다 커널을 포함한 운영체제를 넣어주면 되지 않을까 싶지만, 운영체제의 주변 부분만 Container에 포함시킨 덕분에 Docker는 가볍다는 장점을 얻었다.
• 참고로 Container마다 주변 부분은 호스트 OS와 달라도 상관이 없다.

Image

• Image는 Container를 찍어내는 빵틀과 같으며, Container의 설계도 역할을 한다.
• 역으로 Container를 통해 Image를 만들어 낼 수도 있다.
• 예를 들어 소프트웨어나 시스템을 넣은 새로운 Image를 만들면 다수의 서버를 준비하는 작업이 매우 간단해진다.
• 이는 즉 Docker 엔진 간에 Container를 이동시킬 수 있다는 것을 의미한다.
• 물론 Container가 이동한다기보다는 Image를 익스포트하여 타 Docker 엔진에 Container를 생성하는 것이다.
• Image는 Docker 허브에서 구할 수 있다.

Docker 허브

• 다양한 공개 Container Image가 제공된다.
• 누구든지 Image를 등록하고 공개할 수 있으며 그렇기 때문에 안전하지 못한 Image가 있을 수 있다.
• 가급적 공식 Image를 사용하고 커스텀 Image를 직접 만들어 사용하는 것이 좋다.
• Docker의 원칙 중 “한 Container에 한 프로그램”이라는 말이 있는데 한 Container에 한 프로그램만 넣어 사용하는 것이 보안 및 유지 관리 측면에서 유리하기 때문에 커스텀 Image를 만들 때는 이를 고려하는 것이 좋다.

Container는 쓰고 버리는 일회용품

• Container의 수명 또는 생애주기라는 개념이 존재한다.
• Container는 일반적으로 여러 개를 동시 가동하여 사용하는데 소프트웨어를 업데이트 할 때는 Container를 일일이 업데이트하는 것은 적절하지 않다.
• 유지보수 횟수가 더 많아지기 때문이다.
• 대신 오래된 Container를 버리고 새로운 Image로부터 새로운 Container를 만들어 갈아타는 방식을 사용한다.
• 이렇듯 Container를 만들고, 실행하고, 종료하고, 폐기한 후, 재생성하기까지의 과정을 Container의 생애주기라고 한다.

데이터 저장

• Container를 폐기할 때 Container에 있던 데이터들은 어떻게 해야될까?
• 보통은 호스트 PC의 디스크를 Mount하여 데이터를 저장한다.
• Mount는 디스크를 연결해 데이터를 기록할 수 있도록 한 상태를 의미한다.

Docker의 단점

• Docker의 장점은 위의 기술한 것으로 충분하므로 생략한다.
• Docker는 리눅스 운영체제를 사용하는 기술이므로 리눅스 소프트웨어만 지원한다.
• 물리 서버 한 대에 Container를 통해 여러 대의 서버를 띄울 경우 물리 서버에 문제가 생기면 모든 Container에 영향을 미친다.
• 그만큼 물리 서버 이상에 확실한 대책을 세워야 한다.
• 만약 Container를 하나만 사용한다면 Docker 엔진이 단순히 Overhead에 지나지 않는다.

Docker의 주 용도

• 팀원 모두에게 동일한 개발 환경을 제공한다.
• 격리된 환경을 이용하여 새로운 버전의 테스트 및 운영 서버로 Migration 할 수 있다.
• 한 대의 PC에 동일한 서버가 여러 대 필요한 경우 사용한다.