Docker

Intro

Docker란?

도커를 한마디로 정의하면, ‘데이터 또는 프로그램을 격리시키는 기능’을 제공하는 소프트웨어라고 할 수 있다.

이 기능은 주로 서버에 사용된다. 서버 상에서는 아파치, MySQL 등 여러 프로그램이 함께 동작하며, 이렇게 다양한 프로그램과 데이터를 각각 독립된 환경에 격리하는 기능을 제공한다.

컨테이너와 도커 엔진

예시로, 개인용 컴퓨터나 서버상의 환경을 마치 코스트코에서 판매하는 조립형 창고 같은 작은 방으로 구분한다면? 그리고 그렇게 쪼갠 독립된 창고에 데이터나 프로그램을 두는 것이다.

이 창고를 컨테이너 라고 한다. 그리고 이 컨테이너를 다루는 기능을 제공하는 소프트웨어가 도커이다.

도커를 사용하려면 도커 소프트웨어의 본체인 도커 엔진을 설치해야한다. 그리고 도커 엔진을 사용해 컨테이너를 생성하고 구동시킬 수 있다.

이미지

컨테이너를 만들려면 도커 엔진 외에도 컨테이너의 빵틀과도 같은 역할을 할 이미지가 필요하다. 이미지는 종류가 아주 많으며, 담고 있는 소프트웨어의 종류에 따라 다양한 이미지를 사용한다. 아파치 컨테이너를 만들려면 아파치 이미지를, MySQL 컨테이너를 만들려면 MySQL 이미지를 사용해야 한다.

도커와 리눅스

도커는 반드시 리눅스 운영체제가 필요하다. 도커를 윈도우나 MacOS에서 사용할 때도, 내부적으로는 리눅스가 사용된다. 따라서 도커를 사용하기 위해 기본적인 리눅스 명령어는 반드시 숙지하는게 좋다.

도커를 사용해야하는 이유

도커를 사용해야하는 이유 즉, 데이터나 프로그램을 독립된 환경에 격리해야하는 이유는 뭘까??

대부분의 프로그램은 프로그램 단독으로 동작하는 것이 아니라 어떤 실행 환경이나 라이브러리, 다른 프로그램을 이용해 동작한다. 소프트웨어 역시 단일 프로그램이 아니라 여러 개의 프로그램으로 구성된 경우가 많다. 이 때문에 프로그램 하나를 업데이트하면 다른 프로그램에도 영향을 미치게 된다.

ex) 아나콘다를 설치하면 아나콘다 프롬프트, 파이썬, 주피터 등의 관련 라이브러리들이 함께 설치됨. 때문에 아나콘다 업테이트를 하면 다른 프로그램들도 함께 업데이트됨.

프로그램들의 버전 관리 문제로 인해 서버 내부에서 호환성과 관련한 많은 오류가 발생하게 된다.

도커 컨테이너는 다른 컨테이너와 완전히 분리된 환경이라고 했다. 즉, 컨테이너 안에 들어있는 프로그램은 다른 프로그램과 격리된 상태가 된다.

예를 들어 시스템 A가 무슨무슨 프로그램의 5.0 버전을 사용하고, B가 무슨무슨 프로그램의 8.0 버전을 사용해야하는 상황이라면 이들을 세트로 묶어 따로 격리하면 된다.

컨테이너는 자유로이 옮길 수 있다. 컨테이너를 어떤 도커 엔진에서 다른 도커 엔진으로 옮기기는 그리 어려운 일이 아니다. 이런 특성을 이용하면 똑같은 상태로 튜닝한 컨테이너를 팀원 전원에게 배포해 모두가 동일한 개발환경을 사용할 수 있다.

도커만 이용하면 물리적 환경의 차이, 서버 구성의 차이를 무시할 수 있으므로 운영 서버와 개발 서버의 환경 차이로 인한 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

도커의 목표는 소프트웨어를 일관되게 빌드하고 실행, 배포하는 것에 있다.

VM과 Container

Virtual Machine

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AWS의 EC2가 대표적인 Virtual Machine (VM)

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하드웨어를 추상화하여 한 컴퓨터 위에 가상 컴퓨터를 올리는 것

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Virtual Machines

◦

보통 하나의 컴퓨터 위에 다수의 VM을 실행하는 것이 일반적

◦

이 안에서 소프트웨어가 동작

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VM을 생성하고 관리하기 위한 소프트웨어: VMWare, VirtualBox, Hyper-v, …

VM의 장단점

•

장점

◦

소프트웨어를 실행하기 위한 독립적이고 분리된 공간을 제공

◦

다수의 소프트웨어를 각 VM단에서 독립적으로 실행가능

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단점

◦

각 VM은 자신만의 OS를 필요로 함 (가상 하드웨어 위에서 돌기 때문)

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유료 OS라면 라이센스 비용 필요

▪

그러다보니 시작하는데 오래 걸림

◦

자원을 많이 사용함 (VM들끼리 자원을 나눠써야함)

Docker Container

•

소프트웨어를 실행하기 위한 독립적이고 분리된 공간

◦

도커(컨테이너 가상화)는 OS에서 제공하는 자원격리 기술을 이용하여 컨테이너라는 단위로 서비스를 분리할 수 있게 만들어주고, 개발환경에 대한 걱정없이 배포가 가능

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자체 파일 시스템을 갖고 있음 (Volume 이라고 부름)

Container의 장단점

•

장점

◦

소프트웨어를 실행하기 위한 독립적이고 분리된 공간을 제공

▪

다수의 소프트웨어를 각 컨테이너단에서 독립적으로 실행가능

◦

자원 소비가 적음 (lightweight)

▪

몇 십개에서 몇 백개의 container를 실행 가능

◦

호스트 OS를 사용 (별도 비용 없음)

▪

따라서 빠르게 실행됨

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단점

◦

많은 수의 Docker Container를 관리하는 것은 쉽지 않음

▪

컨테이너 오케스트레이션이 필요 (k8s, Docker swarm 등등)

◦

Host OS를 사용하기에 Cross-platform compatibility를 항상 지원하지 않음

◦

GUI 소프트웨어 개발에 적합치 않음

•

Virtual Machine과 (Docker)Containers 비교

	VM	Docker
Host OS	논리적 가상화 (완전 분리)	- Kernal 공유 (프로세스 공유) - Container 내에서 명령어 실행시 실제로는 Host OS에서 실행
Guest OS	풀 설치	Host OS와 비교해서 다른 부분만 Packing
OS 지원	모두 지원	Linux 기반의 OS만 지원
장점	- 해킹 되더라도 다른 가상머신에 영향을 미치지 않음	- 시스템 자원의 효율적 사용 - 생산성 향상
단점	- 시스템 확장시 자원의 낭비 - 트래픽에 따른 분산 처리가 유연하지 못함	- Host OS를 공유하기 때문에 Host 권한이 해킹된다면 다른 컨테이너들도 위험함

도커는 여러 컨테이너들간의 호스트 자원을 분리해서 사용하게 해준다. 이것은 리눅스 고유기술인 name space와 cgroup를 사용하여 격리하는 것이다.

시스템 구조적으로 컨테이너는 한 OS를 공유하는 구조이고 VM은 각각의 OS를 띄워야하는 구조이기 때문에 컨테이너가 빠르다.

VM은 사용자가 윈도우를 사용하고 있더라도 새로운 Guest OS를 설치할 때 리눅스 OS를 설치해서 사용할 수 있지만, 컨테이너는 리눅스 OS에서 윈도우용 컨테이너를 사용할 수 없다.

도커 프로그램 개발 프로세스

하이레벨 Docker 사용 프로세스

•

먼저 대상 소프트웨어를 선택

•

다수의 컴포넌트로 구성되는 소프트웨어라면 각각이 Docker Image로 만들어져야할 수도 있다.

•

이를 Docker Image로 빌드하자: Dockerization이라고 부름

◦

Dockerfile이란 텍스트 파일로 세부 정보를 기술

▪

해당 소프트웨어를 이미지로 바꾸기 위한 Docker에게 주는 명령들을 포함

◦

Docker Image: 하나의 Docker Container안에서 실행됨!

▪

Dockerfile을 기준으로 만들어지며 소프트웨어를 실행하기위해 필요한 모든 것을 포함

•

docker build -t tag 로 이미지를 빌드함.

Docker Image

Docker Image의 구성 요소

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기본 OS (리눅스라면 우분투, 데비안 등등)와 같은 소프트웨어의 실행환경

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소프트웨어 자체 (코드)

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소프트웨어가 필요로 하는 라이브러리

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파일 시스템 스냅샷: 이는 스택화된 형태로 구현됨 (뒤에서 더 설명)

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환경 설정 변수: 빌드할 때 변수와 실행 때 변수 두 가지가 존재

◦

ENV, ARG

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메타 데이터: 이미지 자체에 대한 정보 (버전, 작성자, 설명 등등)

위 정보와 설치 관련 실행 순서등이 Dockerfile에 기술됨

Docker Image는 다수의 파일로 구성됨 (“docker image ls”)

Docker Image의 실행

•

Container를 통해 Docker Image안의 소프트웨어를 실행

◦

Container는 자체 파일 시스템을 가진 특수한 프로세스로 이미지의 파일 시스템이 로딩됨

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Image를 Container 안에서 실행하기 위한 명령어

◦

docker run … : 이미지를 컨테이너로 띄우는 것

◦

docker exec : 이미 실행 중인 컨테이너에 명령을 내리는 것

Docker Image의 등록 : Docker Hub

•

Docker Registry는 Docker Image들의 보관소

◦

On-prem registry와 Cloud registry가 존재

◦

docker hub이 가장 유명

•

여기에 등록을 하면 회사내 혹은 퍼블릭하게 이미지를 공유 가능

Docker Hub란?

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https://hub.docker.com/

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Docker가 제공해주는 서비스로 Docker Image를 공유하고 찾기 위한 서비스

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Teams & Organizations

•

Public과 Private Repo 제공

•

Official Images

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Github과 연동을 통한 Automated Build 제공

컨테이너 실습

컨테이너 생성, 실행, 상태 확인, 종료, 삭제

•

실습내용

컨테이너 생성 및 실행 → 컨테이너 상태 확인 → 컨테이너 종료 → 컨테이너 상태 확인 → 컨테이너 삭제 → 컨테이너 상태 확인

•

생성할 컨테이너의 정보

항목	값
컨테이너 이름	apa000ex1
이미지 이름	httpd

•

커맨드에서 사용할 옵션, 대상, 인자

항목	내용
--name apa000ex1	apa000ex1 이라는 이름으로 컨테이너 생성
-d	백그라운드로 실행
httpd	아파치의 이미지 이름. 버전을 지정하지 않았으므로 가장 최신버전(latest)이 사용된다.

컨테이너 생성 및 실행

아파치 이미지(httpd)를 사용해 apa000ex1 이라는 이름의 컨테이너를 생성하고 실행하는 명령어를 입력.

처음 실행하면 이미지를 내려받게 되므로 실행에 조금 시간이 걸린다.

docker run --name apa000ex1 -d httpd
Bash
복사

컨테이너가 실행 중인지 확인

ps 커맨드를 사용해 현재 실행중인 컨테이너를 확인할 수 있다. STATUS 항목의 값이 ‘Up’이라고 나오면 컨테이너가 실행 중이라는 뜻이다.

Bash
복사

컨테이너 종료

stop 커맨드를 사용해 컨테이너를 종료할 수 있다.

docker stop apa000ex1
Bash
복사

종료 확인

Bash
복사

컨테이너의 존재 여부 확인

컨테이너의 STATUS 항목이 ‘Exited’라고 나오면 컨테이너가 존재하기는 하지만 종료된 상태라는 뜻이다.

docker ps -a
Bash
복사

제일 위쪽에 apa000ex1 컨테이너를 찾을 수 있다.

컨테이너 삭제

rm 커맨드를 사용해 컨테이너를 삭제해보자.

docker rm apa000ex1
Bash
복사

이름 말고도 컨테이너 ID를 입력해도 해당 컨테이너가 삭제된다. 나중에 중복된 이름이 생길 수 있으니, 컨테이너 ID로 삭제하는 것을 추천

삭제 확인

docker ps -a
Bash
복사

간단한 Hello World 프로그램 실습을 통한 Dockerfile 작성

프로세스 요약

•

 https://github.com/HaJunYoo/boaz-docker/tree/main

•

cd node

◦

OS 선택

◦

Node 설치

◦

코드 복사

◦

프로그램 실행 (node app.js)

Dockerfile의 생성

•

git clone https://github.com/HaJunYoo/boaz-docker.git

FROM node:alpine
COPY ./app
WORKDIR /app
CMD node app.js
Docker
복사

이외에도 ARG, ENV, USER, EXPOSE, RUN 등의 명령 키워드가 있음.

Docker Image 생성 및 컨테이너 빌드

•

Mac OS (Apple M1 이상)

◦

docker build --platform linux/amd64 -t hello-world-docker .

•

Windows, MacOS (Intel)

◦

docker build -t hello-world-docker .

docker build -t hello-world-docker .
Bash
복사

•

Docker Image 확인

docker image ls
Bash
복사

•

Docker Conatiner로 실행

$ docker run hello-world-docker
# Hello run으로 Dockerfile에서 CMD 명령이 실행됨.

>> Hello Docker!
Plain Text
복사

Docker HUB 등록

Docker Registry에 등록

Docker Hub 회원등록

•

먼저 Docker Hub에 회원 등록: https://hub.docker.com/

◦

ID와 Password를 기억해둘 것

hello-world-docker repo 만들기

•

Create repository 선택

•

이름을 “hello-world-docker”로 지정. Public 속성 지정:

◦

hajun/hello-world-docker

Docker Registry에 등록

•

터미널로 이동하여 다음 명령을 실행

•

먼저 현재 이미지의 repo 이름을 geonoo/hello-world-docker로 변경

$ docker image ls
$ docker tag hello-world-docker:latest geonoo/hello-world-docker:latest
$ docker image ls
$ docker login --username=geonoo
>> 별도의 프롬프트로 물어봅니다.
$ docker push geonoo/hello-world-docker
SQL
복사

Docker Hub에서 결과 확인

Reference

Docker run, start, create 차이

Docker run, Docker start and Docker create 차이 Docker create : 도커 이미지에서 새로운 컨테이너를 생성합니다. 그러나 즉시 실행되지는 않습니다 Docker start : 중지된 컨테이너를 시작합니다. docker create 명령을 사용하여 컨테이너를 만든 경우 이 명령으로 시작할 수 있습니다. Docker run : create와 start의 조합으로 새 컨테이너를 생성하고 시작합니다. docker run 명령은 로컬 시스템에서 이미지를 찾지 못하는 경우 Docker Hub에서 이미지를 가져와서 컨테이너를 생성하고 실행합니다. 예제를 실행하기 전에 Docker가 설치되어 있어야 합니다. 설치가 되어있지 않으면 도커 설치 문서를 참조하세요 docker pul..

https://yooloo.tistory.com/40

[BOAZ] Docker 개념 및 실습