Docker] 개념

 

📌 공부 이유

실전 프로젝트하면서 백엔드를 고도화하면서 여러기술에 도전해보고 있다. Docker도 그 중 하나로, 이름만 알고 뭐하는 녀석인지 전혀 몰랐기 때문에 먼저 개념을 공부해보고 실습하면서 익혀보려고 한다.

+ 원티드 챌린지 23년 4월 Docker 강사 고병현님의 강의 내용을 참고하여 더 추가했습니다.

 

 

📌 Docker 왜 써요? 

나만 해도 윈도우 OS를 쓰고 있지만 서버는 AWS Ubuntu를 사용하고 있다. 개발환경과 배포환경이 전혀 다르다.

그래서 로컬로 개발하고 로컬환경에서 돌리면 잘 돌아가는데 서버에 올리면 예상치 못한 오류를 접할 때가 많다. 그러면 개발환경을 서버에 맞춰주고 로컬에서 개발하면 서버에서 오류가 나는게 훨씬 줄어들겠지? 싶지만 평소 사용하는 환경은 Windows를 쓰기 때문에 이걸 밀고 Ubuntu로 사용할 수는 없다 (컴퓨터가 하나 더있음 모를까 ㅠ) 

그리고 이번엔 Ubuntu지만 다음에 다른 환경이면? 그때 마다 개발 컴퓨터 OS를 밀고 새로 환경을 맞춰줘야 줘야 한다? 말도 안된다. 그리고 개발 컴퓨터에서 하나의 프로그램만 개발하는 것이 아니지 않나.

또한 고성능으로 서버를 열어두었을 때, 서버 활용성이 100인데 하나의 어플리케이션이 10이면 나머지 90을 사용 못하면 얼마나 비효율 적일까! 그래서 등장한 기술이 가상화 기술이다. 

 

 

 

📌 가상화 기술은 또 뭐지 ?

고성능 서버에 하나의 어플리케이션만 쓰는 것이 낭비가 되어 이를 어떻게 효율적으로 사용할 수 있을까 하는 물음에서 탄생한 기술이다. 

하나의 물리적인 컴퓨터 자원(CPU, 메모리, 저장장치 등)을 가상적으로 분할하여 여러 개의 가상 컴퓨터 환경을 만들어 내는 기술이다. 이를 통해 물리적인 컴퓨터 자원을 더욱 효율적으로 사용할 수 있으며, 서버나 애플리케이션 등을 운영하는데 있어 유연성과 안정성을 제공한다. 

 

최초의 가상화 기술에서는 Hypervisor ^[각주:1] 를 사용해 가상 머신마다 Guest OS를 만들어 물리적으로는 하나의 디바이스지만 여러 디바이스처럼 돌릴 수 있도록 했다. 가상 머신(VM / Virtual Machine)을 사용하기 위해 OS위에 또다른 OS환경을 설치하는 방식으로 이전 가상화 기술 중 대표적으로 VMware가 있었다. (VMware를 사용해 본 기억히 새록새록.. )

Virtual Machine 가상화 기술 방식

아무튼 기존 컴퓨터의 OS도 무거운데, 새로운 환경을 맞춰주기 위해 OS위에 OS를 다시 설치하는 방식은 용량과 속도에 많은 영향을 미쳤다. 게다가 독립적인 플랫폼을 하나하나 증가 시킬때 마다 또 OS를 설치해야 하니 너무 비효율적이기까지 하다.

 

그래서 등장한 것이 컨테이너 기술이고 이 기술을 제공하는 소프트웨어 중 현재 가장 유명한 것이 바로 Docker다.

Container 가상화 기술 : Guest OS가 모두 빠진 모습

Docker는 이전 가상 머신과 달리 OS 위에 OS를 올리는 방식이 아닌 library와 bin(실행파일)파일들만을 올려 가볍고 기존 호스트OS를 공유하기 때문에 별도의 설치 또한 필요가 없어서 확장성과 시간 절약에도 좋다. 게다가 무거운 OS가 단 하나이니 속력 또한 빠르다. 

 

 

 

📌 컨테이너(Container)는 뭐지? 

컨테이너는 개별 소프트웨어의 실행에 필요한 실행환경을 독립적으로 운용할 수 있도록 다른 환경으로 부터의 간섭을 막고 독립 실행을 확보해 주는 운영체계 수준의 격리 기술로 가상화 기술 중 하나이다. 한마디로 호스트 운영체제 위에 여러개 격리된 환경을 생성해 소프트웨어 하나가 간섭받지 않고 잘 돌아갈 수 있게 격리해주는 기술이라 할 수 있다. 리눅스 커널 기능을 사용하여 만들어졌고 프로세스 단위의 격리환경을 제공한다. ^[각주:2]

 

 

 

📌 그래서 Docker란? 

Docker 단어 자체의 의미는 부두에서 컨테이너를 다루는 노동자를 의미한다.

 

Docker란 이름은 원래 의미와 마찬가지로 "컨테이너"를 관리한다는 의미에서 붙인 이름인 듯 하다. 이처럼 Docker는 서버 혹의 호스트 컴퓨터에서 컨테이너를 관리해 편의성을 제공하는데 정확한 개념은 컨테이너 기반의 오픈소스 가상화 플랫폼이다.

 

하나의 호스트 OS안에서 애플리케이션을 분리하여 컨테이너로 추상화 시키고(프로세스를 격리, 독립적 실행가능하게) 여러 컨테이너를 동시에 실행도 가능하게 한다. 또한 컨테이너의 라이프 사이클을 관리하고 어떤 프로그램도 컨테이너로 추상화 할 수 있고 어디서든 실행 할 수 있게 해준다. 인프라를 어플리케이션 관리하는 것 처럼 관리할 수도 있어, 신속하게 코드를 배포할 수 있도록 한다. 

 

* 도커 요약 :

• 컨테이너 기반의 가상화 도구
  • 리눅스 컨테이너 기술인 LXC(Linux Containers) 기반
• 애플리케이션을 컨테이너 단위로 격리하여 실행하고 배포하는 기술
• 다양한 운영체제에서 사용가능
• 컨테이너화된 어플리케이션에 대한 빌드, 배포, 관리 등의 다양한 기능 제공

➡ 위 기능 통해 어플리케이션을 빠르게 개발, 효율적으로 배포, 관리 가능

 

Docker: Accelerated, Containerized Application Development

 

 

📌 어떻게 사용?

그럼 어떻게 컨테이너를 만들지?

도커에서는 이미지 라는 개념이 있다. 

이미지는 컨테이너 실행에 필요한 파일과 설정값을 포함하고 있는 것으로 변하지 않는 값을 가지고 있다.

(필요한 프로그램, 라이브러리, 소스 등 포함으로 읽기 전용이다)

컨테이너를 실행 시키기 위한 모든 정보를 가지고 있기 때문에 이 이미지를 다운 받아 컨테이너를 생성한다. 

같은 이미지에서 여러 컨테이너를 생성하는 것도 가능한데,  변하는 값은 모두 컨테이너가 가지고 있기 때문에 어떤 하나의 컨테이너가 사라져도, 모든 컨테이너가 사라져도, 이미지는 처음 그 값 그대로를 유지한다.

 

이미지는 누구나가 배포할 수 있고 다른 사람의 배포한 이미지를 가져다 쓸 수 있다.

허브에 배포되어있는 이미지 중 신뢰도가 높은 걸 다운받아 사용한다면 문제 없는 환경이라는 뜻일 거고 이를 받아 컨테이너를 생성해 배포해 본다면 문제가 어디있는지도 확인할 수 있다.

물론 자신의 배포환경과 동일하게 구성한 이미지를 배포 및 관리하는 것도 가능하다.

 

이렇게 이미지를 도커에 실행시킨 뒤 사용하면 되는데, 이미지가 실행된 상태가 바로 컨테이너 라고 한다. 

 

 

 

📌 Docker 구조는?

출처 : https://docs.docker.com/get-started/overview/

1️⃣ Docker Host

Docker가 깔려있는 디바이스 (현재 우리 컴퓨터)

 

2️⃣ Docker daemon (=dockerd)

• 도커 엔진^[각주:3]의 핵심 구성 요소
• 도커 호스트에서 컨테이너를 관리하고 실행하는 역할 (컨테이너 생성, 시작, 중지, 삭제 등의 작업수행)
• 컨테이너 이미지 관리
• 외부에서 이미지 다운 및 빌드하는 작업 수행

3️⃣ Docker Client

• Docker와 상호 작용
• Docker 명령어를 사용하면 Docker daemon으로 보내 실행

4️⃣ Docker Object 

• Docker Image
  • 도커 컨테이너를 만들기 위한 읽기 전용 템플릿
• Docker Container
  • 한 도커 이미지의 실행 가능한 인스턴스
  • 애플리케이션을 실행하기 위한 모든 파일과 설정 정보를 포함하는 패키지

5️⃣ Docker Registries

• 도커 이미지를 관리하고 저장하는 곳
• 디폴트 레지스트리로 누구나 접근 가능한 공개형 저장소인 Docker hub가 존재한다. 

Docker Hub Container Image Library | App Containerization

 

 

📌 공부 영상 및 자료 :

컨테이너 및 도커 개념정리

Docker 개념과 Architecture 정리

 

 

1. Hypervisor (하이퍼바이저)
   1️⃣ 가상 머신을 생성하고 구동하는 소프트웨어
   2️⃣ OS에 자원을 할당 및 조율
   3️⃣ OS들의 요청을 번역하여 하드웨어에 전달 [본문으로]
2. 그래서 Linux만 되나?
   리눅스에 국한되는 것은 아니고 Windows나 Mac OS에서 Hyper-V나 xhyve라는 기술로 가상 머신을 생성해 Linux환경을 실행할 수 있게 한다. [본문으로]
3. 도커 엔진? 컨테이너 엔진?
   컨테이너를 생성하고 제어하는 컨테이너 엔진 기능을 도커에서 구현한 걸 도커 엔진이라고 한다 [본문으로]