2024 12 2 TIL - Docker

1. Docker란?

Docker는 컨테이너 기반 가상화 플랫폼으로, 애플리케이션과 그 종속성을 격리된 환경인 컨테이너로 패키징하여 실행할 수 있게 ㅐ준다. 이를 통해 다양한 환경에서 애플리케이션을 일관되고 실행할 수 있으며, 개발 환경과 운영 환경 사이의 차이로 인한 문제를 줄일 수 있다. Docker는 가상 머신보다 가볍고 빠르며, 호스트 운영체제의 커널을 공유하여 자원을 효율적으로 활용한다. Docker를 사용하면 애플리케이션을 신속하게 구축, 테스트, 배포할 수 있으며, 특히 마이크로서비스 아키텍쳐와 같은 복잡한 시스템을 관리하는 데 유용하다.

 

2. Docker 주요 특징

2 - 1. 컨테이너 기반 가상화

• 도커는 컨테이너라는 경량화된 가상화 환경을 제공한다.
• 컨테이너는 애플리케이션과 그 종속성을 포함하는 독립적인 실행 단위이다.
• 애플리케이션과 필요한 모든 것을 하나의 패키지로 묶어 어디서든 실행할 수 있다.

 

2 - 2. 이미지 기반 배포

• 도커는 이미지라는 템플릿을 사용하여 애플리케이션과 그 실행 환경을 패키징한다.
• 이 이미지를 기반으로 컨테이너를 생성하고 실행할 수 있다.

 

2 - 3. 경량화

Virtual Machines vs Docker Containers

• 가상머신은 Hypervisor를 통해 여러 개의 운영체제를 관리해야했다.
• 뿐만 아니라, Guest OS를 사용하기 위한 라이브러리, 커널 등을 전부 포함해서 용량을 많이 잡아먹었다.
• 도커는 운영 체제의 커널을 공유하므로, 가상 머신보다 훨씬 가볍고 빠르게 실행된다.

 

2 - 4. 이식성

• 도커 컨테이너는 어디서든 동일하게 실행된다.
• 로컬 환경, 테스트, 운영 환경 모두에서 동일하게 동작한다.

 

3. Docker 주요 키워드

3 - 1. 이미지(image)

애플리케이션과 모든 실행에 필요한 파일을 포함한 읽기 전용 템플릿.

코드, 런타임, 라이브러리, 환경 변수, 구성 파일등이 포함된다.

컨테이너를 생성하기 위한 설계도 역할을 한다.

 

3 - 2. 컨테이너(container)

이미지를 실행하여 동작하는 애플리케이션 인스턴스.

이미지가 정적인 설계도라면, 컨테이너는 실제로 애플리케이션이 실행되는 동적인 환경이다.

컨테이너는 격리된 격리된 공간에서 애플리케이션을 실행한다.

하나의 시스템에서 여러 개의 컨테이너를 독립적으로 실행할 수 있다.

 

3 - 3. Dockerfile

이미지를 생성하기 위한 명령어가 담긴 스크립트 파일.

이 파일에는 이미지를 빌드하는 데 필요한 명령어들이 포함되어 있다.

Dockerfile을 사용하면 이미지 생성 과정을 자동화하고 일관되게 만들 수 있다.

 

3 - 4. Docker Hub

https://hub.docker.com/

Docker Hub Container Image Library | App Containerization

 

이미지를 저장하고 공유하는 중앙 저장소.

Docker Hub에서 다양한 공개 이미지를 다운로드하거나 

자신만의 이미지를 업로드할 수 있다.

 

3 - 5. 볼륨(volume)

컨테이너 데이터를 지속적으로 저장하는 메커니즘.

컨테이너가 삭제되더라도 볼륨에 저장된 데이터는 유지된다.

볼륨을 사용하면 데이터를 컨테이너와 독립적으로 관리할 수 있다.

 

3 - 6. 네트워크

컨테이너 간의 통신을 관리하는 방식.

Docker는 여러 가지 네트워크 드라이버를 제공한다.

기본적으로 모든 컨테이너는 브리지 네트워크(Bridge Network)를 통해 통신할 수 있다.

네트워크 종류

• Bridge Network
• Host Network
• Overlay Network

 

4. 실습

Docker를 통해 PostgreSQL 컨테이너 2개를 실행해본다.

 

4 - 1. PostgreSQL 이미지 실행

docker run -d --name postgres-sample -p 5433:5432 -e POSTGRES_USER=admin1 -e POSTGRES_PASSWORD=admin2 -e PGDATA=/var/lib/postresql/data/pgdata -v ${로컬_바인딩_폴더}:/var/lib/postgresql/data:z postgres

 

이미지를 먼저 pull 해야 하지만, 로컬에 없는 경우 자동으로 pull 해온 뒤 run을 실행한다.

--name 

컨테이너의 이름을 지정한다.

 

--p 5433:5432

PC의 port 5433과 도커 내부 컨테이너의 5432 port를 연결한다. 

 

-e PGDATA=/var/lib/postgresql/data/pgdata

PostgreSQL의 데이터 디렉토리를 지정한다. PGDATA는 PostgreSQL의 모든 데이터베이스 파일, 설정 파일, 로그 파일 등이 저장되는 핵심 디렉토리이다. 여기서는 컨테이너 내부의 `/var/lib/postgresql/data/pgdata` 경로로 설정되어 있다.

 

-v ${로컬_바인딩_폴더}:/var/lib/postgresql/data:z

바인드 마운트를 설정한다. 바인드 마운트는 호스트 시스템의 디렉토리를 컨테이너 내부의 디렉토리와 공유하는 방식을 말한다.  ":" 을 기준으로 앞 부분이 호스트 시스템의 디렉토리 경로이다. 뒷 부분이 컨테이너 내부에서 마운트될 경로이다. ':z'는 SELinux 레이블을 설정하는 옵션으로, 공유 콘텐츠에 대한 적절한 접근 권한을 부여한다.

 

이 설정을 통해 PostgreSQL의 데이터가 호스트 시스템의 지정된 폴더에 저장되므로, 컨테이너가 삭제되어도 데이터는 유지된다. 

 

docker ps 명령어를 통해 "postgres-sample" 컨테이너가 실행중임을 알 수 있다.

 

4 - 2. 또 다른 PostgreSQL 인스턴스 실행

새로운 인스턴스는 "postgres-sample2" 라는 이름을 주었다. 

로컬 바인딩 폴더는 "samle2"이다.

일부러, Host Port를 5433으로 주었다. 이전에 생성한 인스턴스와 동일하게 주었고, 결과를 확인해보자.

 

Port 5433이 이미 할당되어서 Binding에 실패했다고 한다.

아래 두 인스턴스만 보면 되는데,

맨 아래의 인스턴스가 "postgres-sample2"이다.

실행은 되지 않고 Created 상태임을 확인할 수 있꼬,

Port 가 "postgres-sample"과 동일하게 5433으로 되어 있다.

 

4 - 3. postgres-sample2 삭제하고 다시 생성

port가 겹치지 않게 삭제 후 5434:5432로 다시 생성하자

docker rm {컨테이너 ID} 명령어로 삭제를 했다.

 

위의 명령어에서 port만 5434:5432로 수정후에 명령어를 입력해주었다.

결과는 정상적으로 두 인스턴스가 실행중임을 확인할 수 있었다.

 

4 - 4. 바인드 마운트 확인하기

호스트 시스템의 바인트 마운트 폴더에 가보면 pgdata 폴더를 확인할 수 있고,

Postgres에서 사용되는 필수 파일들이 들어가 있다.

해당 파일들은 도커 컨테이너에도 존재하며, 서로 공유중인다.

실제로 해당 파일들이 도커 컨테이너 내부에도 있는지 확인해보자.

 

 

docker exec -it {컨테이너 ID} /bin/bash

컨테이너 터미널에 접속하는 명령어이다.

 

/var/lib/posgresql/data/pgdata 에 들어가보니 로컬 바인딩 폴더와 동일한 파일들을 확인할 수 있다.

컨테이너 터미널에서 빠져나오는 명령어는 exit 이다.

 

References

https://mvje.tistory.com/161

https://seosh817.tistory.com/345

https://hub.docker.com/