docker란 무엇인가?

AWS/Docker

docker란 무엇인가?

크렘브륄레 2019. 9. 12. 14:47

서버를 관리한다는 것

출처: https://subicura.com/2017/01/19/docker-guide-for-beginners-1.html

초보를 위한 도커 안내서 - 도커란 무엇인가?

도커를 처음 접하는 시스템 관리자나 서버 개발자를 대상으로 도커 전반에 대해 얕고 넓은 지식을 담고 있습니다. 도커가 등장한 배경과 도커의 역사, 그리고 도커의 핵심 개념인 컨테이너와 이미지에 대해 알아보고 왜 이렇게 도커가 인기 인지 하나하나 살펴보겠습니다.

subicura.com

일반적으로 서버를 관리한다는 건 복잡하고 어렵습니다.

하나의 서버에 여러개의 프로그램을 설치하는 것도 문제인데, 서로 사용하는 라이브러리의 버전이 다르거나 동일한 포트를 사용하는 경우는 설치하기가 굉장히 까다롭습니다. 차라리 서로 다른 서버에 설치하는게 나았고 그렇게 조립PC는 늘어나고 자원은 낭비됩니다.

시간이 흐르면서 서버 환경이 계속 바뀌는데 CentOS에 익숙해지면 Ubuntu를 써야하는 일이 생기고 AWS에 익숙해지면 Azure를 써야하는 일이 생깁니다. Chef의 cookbook에 익숙해지면 Ansible의 playbook을 작성해야 하는 일이 생깁니다.

Ansible is Simple IT Automation

Ansible is the simplest way to automate apps and IT infrastructure. Application Deployment + Configuration Management + Continuous Delivery.

www.ansible.com

DevOps의 등장으로 개발주기가 짧아지면서 배포는 더 자주 이루어지고 마이크로서비스 아키텍쳐가 유행하면서 프로그램은 더 잘게 쪼개어져 관리는 더 복잡해집니다. 새로운 툴은 계속해서 나오고 클라우드의 발전으로 설치해야 할 서버가 수백, 수천대에 이르는 1 나누기 0 답이 없는 같은 상황에서 도커(Docker) 가 등장하고 서버관리 방식이 완전히 바뀌게 됩니다.

도커란?

Containers At Scale

How Google uses containers internally and how you can apply those lessons on the Google Cloud Platform and beyond

speakerdeck.com

컨테이너(Container)

컨테이너는 격리된 공간에서 프로세스가 동작하는 기술입니다. 가상화 기술의 하나지만 기존방식과는 차이가 있습니다.

기존의 가상화 방식은 주로 OS를 가상화하였습니다.

우리에게 익숙한 VMware나 VirtualBox같은 가상머신은 호스트 OS위에 게스트 OS 전체를 가상화하여 사용하는 방식입니다. 이 방식은 여러가지 OS를 가상화(리눅스에서 윈도우를 돌린다던가) 할 수 있고 비교적 사용법이 간단하지만 무겁고 느려서 운영환경에선 사용할 수 없었습니다.

Oracle VM VirtualBox

Welcome to VirtualBox.org! News Flash New August 14th, 2018 VirtualBox 5.2.18 released! Oracle today released a 5.2 maintenance release which improves stability and fixes regressions. See the Changelog for details. New May 9th, 2018 VirtualBox 5.1.38 released! Oracle today released a 5.1 maintenance

www.virtualbox.org

이러한 상황을 개선하기 위해 CPU의 가상화 기술(HVM)을 이용한 KVMKernel-based Virtual Machine과 반가상화 Paravirtualization방식의 Xen이 등장합니다. 이러한 방식은 게스트 OS가 필요하긴 하지만 전체OS를 가상화하는 방식이 아니였기 때문에 호스트형 가상화 방식에 비해 성능이 향상되었습니다. 이러한 기술들은 OpenStack이나 AWS, Rackspace같은 클라우드 서비스에서 가상 컴퓨팅 기술의 기반이 되었습니다.

Rackspace: Managed Dedicated & Cloud Computing Services

Transform the Way You Do Business Expert Guidance Across Today’s Leading Technologies Get Started Rackspace Named Partner of the Year HPE named Rackspace as their 2018 Global Service Partner of the Year - Learn More Taking on a digital transformation can be tough — and many businesses gi

www.rackspace.com

전가상화든 반가상화든 추가적인 OS를 설치하여 가상화하는 방법은 어쨋든 성능문제가 있었고 이를 개선하기 위해 프로세스를 격리 하는 방식이 등장합니다.
리눅스에서는 이 방식을 리눅스 컨테이너라고 하고 단순히 프로세스를 격리시키기 때문에 가볍고 빠르게 동작합니다. CPU나 메모리는 딱 프로세스가 필요한 만큼만 추가로 사용하고 성능적으로도 거어어어어의 손실이 없습니다.

하나의 서버에 여러개의 컨테이너를 실행하면 서로 영향을 미치지 않고 독립적으로 실행되어 마치 가벼운 VMVirtual Machine을 사용하는 느낌을 줍니다. 실행중인 컨테이너에 접속하여 명령어를 입력할 수 있고 apt-get이나 yum으로 패키지를 설치할 수 있으며 사용자도 추가하고 여러개의 프로세스를 백그라운드로 실행할 수도 있습니다. CPU나 메모리 사용량을 제한할 수 있고 호스트의 특정 포트와 연결하거나 호스트의 특정 디렉토리를 내부 디렉토리인 것처럼 사용할 수도 있습니다.
새로운 컨터이너를 만드는데 걸리는 시간은 겨우 1-2초(체감 0.001초)로 가상머신과 비교도 할 수 없이 빠릅니다.

이미지(Image)

도커에서 가장 중요한 개념은 컨테이너와 함께 이미지라는 개념입니다.
이미지는 컨테이너 실행에 필요한 파일과 설정값등을 포함하고 있는 것으로 상태값을 가지지 않고 변하지 않습니다(Immutable). 컨테이너는 이미지를 실행한 상태라고 볼 수 있고 추가되거나 변하는 값은 컨테이너에 저장됩니다. 같은 이미지에서 여러개의 컨테이너를 생성할 수 있고 컨테이너의 상태가 바뀌거나 컨테이너가 삭제되더라도 이미지는 변하지 않고 그대로 남아있습니다.

ubuntu이미지는 ubuntu를 실행하기 위한 모든 파일을 가지고 있고 MySQL이미지는 debian을 기반으로 MySQL을 실행하는데 필요한 파일과 실행 명령어, 포트 정보등을 가지고 있습니다. 좀 더 복잡한 예로 Gitlab 이미지는 centos를 기반으로 ruby, go, database, redis, gitlab source, nginx등을 가지고 있습니다.
말그대로 이미지는 컨테이너를 실행하기 위한 모오오오오든 정보를 가지고 있기 때문에 더 이상 의존성 파일을 컴파일하고 이것저것 설치할 필요가 없습니다. 이제 새로운 서버가 추가되면 미리 만들어 놓은 이미지를 다운받고 컨테이너를 생성만 하면 됩니다. 한 서버에 여러개의 컨테이너를 실행할 수 있고, 수십, 수백, 수천대의 서버도 문제없습니다.

도커 이미지는 Docker hub에 등록하거나 Docker Registry 저장소를 직접 만들어 관리할 수 있습니다. 현재 공개된 도커 이미지는 50만개가 넘고 Docker hub의 이미지 다운로드 수는 80억회에 이릅니다. 누구나 쉽게 이미지를 만들고 배포할 수 있습니다.

도커 이미지는 컨테이너를 실행하기 위한 모든 정보를 가지고 있기 때문에 보통 용량이 수백메가MB에 이릅니다. 처음 이미지를 다운받을 땐 크게 부담이 안되지만 기존 이미지에 파일 하나 추가했다고 수백메가를 다시 다운받는다면 매우 비효율적일 수 밖에 없습니다.
도커는 이런 문제를 해결하기 위해 레이어layer라는 개념을 사용하고 유니온 파일 시스템을 이용하여 여러개의 레이어를 하나의 파일시스템으로 사용할 수 있게 해줍니다. 이미지는 여러개의 읽기 전용read only 레이어로 구성되고 파일이 추가되거나 수정되면 새로운 레이어가 생성됩니다. ubuntu 이미지가 A + B + C의 집합이라면, ubuntu 이미지를 베이스로 만든 nginx 이미지는 A + B + C + nginx가 됩니다. webapp 이미지를 nginx 이미지 기반으로 만들었다면 예상대로 A + B + C + nginx + source 레이어로 구성됩니다. webapp 소스를 수정하면 A, B, C, nginx 레이어를 제외한 새로운 source(v2) 레이어만 다운받으면 되기 때문에 굉장히 효율적으로 이미지를 관리할 수 있습니다. (개이득)
컨테이너를 생성할 때도 레이어 방식을 사용하는데 기존의 이미지 레이어 위에 읽기/쓰기read-write 레이어를 추가합니다. 이미지 레이어를 그대로 사용하면서 컨테이너가 실행중에 생성하는 파일이나 변경된 내용은 읽기/쓰기 레이어에 저장되므로 여러개의 컨테이너를 생성해도 최소한의 용량만 사용합니다.
가상화의 특성상 이미지 용량이 크고 여러대의 서버에 배포하는걸 감안하면 단순하지만 엄청나게 영리한 설계입니다.

이미지는 url 방식으로 관리하며 태그를 붙일 수 있습니다. ubuntu 14.04 이미지는 docker.io/library/ubuntu:14.04 또는 docker.io/library/ubuntu:trusty 이고 docker.io/library는 생략가능하여 ubuntu:14.04 로 사용할 수 있습니다. 이러한 방식은 이해하기 쉽고 편리하게 사용할 수 있으며 태그 기능을 잘 이용하면 테스트나 롤백도 쉽게 할 수 있습니다.

Dockerfile

# vertx/vertx3 debian version FROM subicura/vertx3:3.3.1 MAINTAINER chungsub.kim@purpleworks.co.kr ADD build/distributions/app-3.3.1.tar / ADD config.template.json /app-3.3.1/bin/config.json ADD docker/script/start.sh /usr/local/bin/ RUN ln -s /usr/local/bin/start.sh /start.sh EXPOSE 8080 EXPOSE 7000 CMD ["start.sh"]

도커는 이미지를 만들기 위해 Dockerfile이라는 파일에 자체 DSLDomain-specific language언어를 이용하여 이미지 생성 과정을 적습니다.

이것은 굉장히 간단하지만 유용한 아이디어인데, 서버에 어떤 프로그램을 설치하려고 이것저것 의존성 패키지를 설치하고 설정파일을 만들었던 경험이 있다면 더 이상 그 과정을 블로깅 하거나 메모장에 적지 말고 Dockerfile로 관리하면 됩니다. 이 파일은 소스와 함께 버전 관리 되고 원한다면 누구나 이미지 생성과정을 보고 수정할 수 있습니다.

도커 이미지의 용량은 보통 수백메가로 수기가가 넘는 경우도 흔합니다. 이렇게 큰 용량의 이미지를 서버에 저장하고 관리하는 것은 쉽지 않은데 도커는 Docker hub를 통해 공개 이미지를 무료로 관리해 줍니다. 하루에도 엄청난 용량의 이미지가 전세계에서 다운로드 되고 트래픽 비용만 해도 어마어마 할 것 같은데 그것이 다 무료!입니다.

Command와 API

도커 클라이언트의 커맨드 명령어는 정말 자아아알 만들어져 있습니다. 대부분의 명령어는 직관적이고 사용하기 쉬우며 컨테이너의 복잡한 시스템 구성을 이해하지 못하더라도 편하게 사용할 수 있습니다. 또한 http기반의 Rest API도 지원하여 확장성이 굉장히 좋고 훌륭한 3rd party 툴이 나오기 좋은 환경입니다.