Docker

Docker(도커)란?

컨테이너 기반의 오픈소스 가상화 플랫폼이다.

컨테이너

컨테이너는 격리된 공간에서 프로세스가 동작하는 기술이다. 다양한 프로그램, 실행환경을 컨테이너로 추상화하고 동일한 인터페이스를 제공하여 프로그램의 배포 및 관리를 단순하게 해준다. 백엔드 프로그램, 데이터베이스 서버, 메시지 큐 등 어떤 프로그램도 컨테이너로 추상화할 수 있고 조립PC, AWS, Azure, Google cloud등 어디에서든 실행할 수 있다.

기존의 가상화 방식은 주로 OS를 가상화하였다. 

VMware나 VirtualBox같은 가상머신은 전가상화(Full virtualization)방식이라고 하며 호스트OS위에 게스트 OS 전체를 가상화하여 사용하는 방식이다.(리눅스에서 윈도우를 실행하는..) 여러가지 OS를 가상화 할 수 있고 비교적 사용법이 간단하지만 무겁고 느리다.

이런 방식을 개선하기위해 CPU의 가상화 기술(HVM)을 이용한 KVM과 반가상화(Paravirtualization)방식의 Xen이 등장했다.

반가상화 방식은 게스트 OS가 필요하긴 하지만 전체 OS를 가상화하는 방식이 아니기때문에 전가상화 방식에 비해 성능이 향상되었다. OpenStack이나 AWS, Rackspace같은 클라우드 서비스에서 이러한 기술들이 가상 컴퓨팅 기술의 기반이 되었다.

전가상화방식 또는 반가상화방식은 추가적인 OS를 설치하여 가상화하는 방법이므로 성능문제가 있고 이를 개선하기 위해 프로세스를 격리하는 방식이 등장한다.

하나의 서버에 여러개의 컨테이너를 실행하면 서로 영향을 미치지 않고 독립적으로 실행되어 마치 가벼운 VM(Virtual Machine)을 사용하는 느낌을 준다.

실행중인 컨테이너에 접속하여 명령어를 입력할 수 있고 apt-get이나 yum으로 패키지를 설치할 수 있으며 사용자도 추가하고 여러개의 프로세스를 백그라운드로 실행할 수도 있다. CPU나 메모리 사용량을 제한할 수 있고 호스트의 특정 포트와 연결하거나 호스트의 특정 디렉토리를 내부 디렉토리인 것처럼 사용할 수도 있다.

이미지

도커에서 가장 중요한 개념은 컨테이너와 함께 이미지라는 개념이다.

이미지는 컨테이너 실행에 필요한 파일과 설정값 등을 포함하고 있는 것으로 상태값을 가지지않고 변하지 않는다.

컨테이너는 이미지를 실행한 상태라고 볼 수 있고 추가되거나 변하는 값은 컨테이너에 저장된다.

같은 이미지에서 여러개의 컨테이너를 생성할 수 있고 컨테이너의 상태가 바뀌거나 컨테이너가 삭제되더라도 이미지는 변하지 않고 그대로 남아있다.

이미지는 컨테이너를 실행하기 위한 모든 정보를 가지고 있기 때문에 더이상 의존성 파일을 컴파일하고 이것저것 설치할 필요가 없다.

새로운 서버가 추가되면 미리 만들어 놓은 이미지를 다운받고 컨테이너를 생성하기만 하면 된다. 한 서버에 여러개의 컨테이너를 실행할 수 있고 수십, 수백, 수천대의 서버도 문제없다.

레이어 저장방식

도커 이미지는 보통 용량이 수백메가에 이른다. 처음 이미지를 다운받을 땐 크게 부담이 안되지만 기존 이미지에 파일 하나를 추가했다고 다시 다운받는다면 매우 비효율적일 것이다. 

도커는 이런 문제를 해결하기 위해 레이어라는 개념을 사용하고 유니온 파일 시스템을 이용하여 여러개의 레이어를 하나의 파일시스템으로 사용할 수 있게 해준다.

이미지는 여러개의 읽기 전용레이어로 구성되고 파일이 추가되거나 수정되면 새로운 레이어가 생성된다. 

예를들어 ubuntu 이미지가 A+B+C의 집합이라면 ubuntu 이미지를 베이스로 만든 nginx 이미지는 A+B+C+nginx가 된다. webapp 이미지를 nginx이미지 기반으로 만들었다면 A+B+C+nginx+source레이어로 구성된다. webapp소스를 수정하면 A,B,C,nginx레이어를 제외한 새로운 source(v2)레이어만 다운받으면 되기 때문에 굉장히 효율적으로 이미지를 관리할 수 있다.

도커 이미지는 Docker hub에 등록하거나 Docker Registry 저장소를 직접 만들어 관리할 수 있다. 누구나 쉽게 이미지를 만들고 배포할 수 있다.

컨테이너를 생성할 때도 레이어 방식을 사용하는데 기존의 이미지 레이어 위에 읽기/쓰기 레이어를 추가한다. 이미지 레이어를 그대로 사용하면서 컨테이너가 실행중에 생성하는 파일이나 변경된 내용은 읽기/쓰기 레이어에 저장되므로 여러개의 컨테이너를 생성해도 최소한의 용량만 사용한다.

Dockerfile

도커는 이미지를 만들기 위해 Dockerfile이라는 파일에 자체 DSL언어를 이용하여 이미지 생성 과정을 적는다.

참고 초보를 위한 도커 안내서 - 도커란 무엇인가?(https://subicura.com/2017/01/19/docker-guide-for-beginners-1.html)