[Docker]Introduction

in Docker on Docekr, Introduction


1. 컨테이너 기술의 개요

Docker란?

  • 컨테이너 기술을 사용하여 애플리케이션의 실행 환경을 구축 및 운용하기 위한 플랫폼
  • 애플리케이션의 실행에 필요로한 것을 하나로 모아 Docker이미지를 관리함으로써 이식성을 높임

1-1. 컨테이너란 ?

  • Host OS상에 논리적인 구획(컨테이너)을 만들고, 애플리케이션을 작동시키기 위해 필요한 라이브러리나 애플리케이션을 하나로 모아, 마치 별도의 서버처럼 제공
  • Host OS의 리소스를 논리적으로 분산, 여러개의 컨테이너가 공유
  • 오버헤드가 적고 가볍다
  • 애플리케이션의 실행환경을 모음으로써, 이식성을 높이고 portable, 확장성이 좋은 환경 지향 ※ 오버헤드 : 가상화를 수행하기 위해 필요한 CPU,Memory,Disk등 사용량 ※ 서버가상화 기술
    • 호스트형 서버 가상화
      • oracle의 VM VirtualBox,
      • VMware의 VMware Workstation Player
    • 하이퍼바지어형 서버 가상화
      • Host OS없이 HW를 직접제어 자원을 효율적 이용
      • 단, 가상환경마다 별도의 OS가 작동하므로 가상환경 시작에 걸리는 오버헤드 단점
      • Microsoft Windows Server의 Hyper-V
      • Citrix의 XenServer

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2. 컨테이너의 역사

  • FressBSD Jail
    • 오픈소스인 UNIX의 FreeBSD의기술 - 2000년에 FreeBSD 4.0에서 도입
    • 특징
      1. 프로세스 구획화
      2. 네트워크 구획화 3. 파일시스템 구획화
- Solaris Container
	 - Oracle의 상용 UNIX인 Solaris에서 사용하는 컨테이너 기술
	 - 2005년에 release된 Solaris10에 추가된 기능
	- 특징
		1. Solaris 존 : 하나의 OS공간을 가상적으로 분할하여 여러OS가 작동하는것처럼 SW 파티셔닝기술
		2. Solaris 리소스매니저
 - Linux Container(LXC)
	  - Linux상에서 사용하는 컨테이너 환경을 LXC
	  - Linux커널의 컨테이너 기능을 이용하기 위한 툴이나 API제공
	  - **namespace와 cgroups**라는 리소스 관리 장치를 사용하여 분리된 환경 제공 
	  - 특정 디렉토리를 루트 디렉토리로 변경하는 chroot를 사용하여 분리환경 만듬
	  - Docker이전버전에서는 LXC사용, 현재버전은 미사용

3. Docker 개요

3-1. Docker?

  • 애플리케이션의 실행에 필요한 환경을 하나의 이미졸 모아두고, 그 이미지를 사용하여 다양한 환경에서
  • 애플리케이션 실행환경을 구축 및 운용하기 위한 오픈소스 플랫폼
  • 내부에서 컨테이너기술을 사용
  • Docker공식사이트

3-2. 프로그래머에게 Docker란?

  • 웹시스템 개발 애플리케이션을 제품환경에서 가동시키기 위해서
    • 애플리케이션 실행모듈(프로그램 본체)
    • 미들웨어나 라이브러리
    • OS/네트워크 인프라 환경설정
  • waterfall모델로 개발시 개발 및 테스트 환경에서 올바르게 작동해도 Staging, production환경에서 정상적으로 작동하지 않는 경우도 있음
    • Docker에서는 이러한 인프라 환경을 컨테이너로 관리
    • 애플리케이션에 실행에 필요한 모든 파일 및 디렉토리들을 컨테이너로 모음
    • 이러한 컨테이너의 바탕이 되는 Docker이미지를 Docker Hub와 같은 Repository에 공유
    • 프로그래머는 Docker를 사용하여 개발한 애플리케이션의 실행에 필요한 모든것이 포함되어 있는 이미지를 배포
    • 애플리케이션 개발부터 테스트, production환경에 대한 전개를 모두 애플리케이션 엔지니어가 수행 하는 것 이 가능
    • 지속적인 CI/CD가 가능하고 변화에 강한 시스템 구축 가능
        ※ 애플리케이션이식성 
  한번 만들면 어디서든지 작동하는 SW의 특성을 이식성(portability)이라고 한다
  Docker는 이식성이 높기 때문에 클라우드 시스템과의 친화력이 높음
  개발한 업무 애플리케이션을 On-premise환경-> Cloud 및 Cloud->On-premise환경에서 쉽게 가능
  클라우드 Iaas서비스는 시스템이 사용한 리소스(CPU,GPU,메모리,Disk)용량에 따라 요금측정

4. Docker기능

다음과 같은 기능 3가지

  • Docker 이미지를 만드는 기능(Build)
  • Docker 이미지를 공유하는 기능(Ship)
  • Docker 컨테이너를 작동시키는 기능(Run)

4-1. Docker이미지를 만드는 기능(Build)

  • 프로그램본체, 라이브러리, 미들웨어, OS/네트워크 설정등을 하나모로 모아서 Docker 이미지생성
  • 컨테이너의 바탕이 바로 이미지
  • Docker에서는 하나의 이미지에는 하나의 애플리케이션만 넣어 두고, 여러 개의 컨테이너를 조합하여 서비스를 구축!
  • Docker 이미지의 정체는 애플리케이션에 실행에 필요한 파일들이 저장된 디렉토리
  • Docker 명령을 사용하면 이미지를 tar파일로 출력가능
  • Docker이미지 만드는방법
    1. Docker 명령을 사용하여 수동 생성
    2. Dockerfile이라는 설정파일을 만들어 그것을 바탕으로 자동으로 이미지 생성가능 ( 더 바람직)
  • Docker이미지는 겹처서 사용 가능

4-2. Docker이미지를 공유하는 기능(Ship)

  • Docker이미지는 Docker레지스트리에 공유 가능
  • Docker허브에서 Ubuntu나 Centos와 같은 Linux 배포판 기본기능을 제공하는 베이스이미지 배포
  • 기본 베이스 이미지에 미들웨어나 라이브러리 전개 할 애플리케이션 등을 넣은 이미지를 겹처서 독자적인 Docker 이미지로 구축 가능
  • Automated Build : Docker Hub는 GItHub나 Bitbucket과 연계가능
    • Github상에서 Dockerfile을 관리하고, 거기서 Docker이미지를 자동으로 생성하여 Docker Hub공유 가능
  • Docker Container Trust
    • Docker이미지의 제공자를 검증할 수 있는 기능
    • Docker 레지스트리에 이미지를 송신하기 전에 로컬환경에서 비밀키를 사용하여 이미지에 서명
    • 그 이후, 이미지를 이용할때는 이미지 제공자의 공개키를 사용하여 실행하려고 하는 이미지가 정말 제공자가 작성한 것 인지를 확인
    • Docker Security Scanning
      • Docker이미지를 검사하여 이미 알려진 보안상의 취약성이 없다는 것을 확인

4-3. Docker컨테이너를 작동시키는 기능(Run)

  • Docker이미지를 가지고 여러개의 컨테이너 기동 가능
  • 컨테이너 기동, 정지, 파기는 Docker명령을 사용
  • 이미 움직이고 있는 OS상에서 프로세스를 실행시키는 것과 유사 (속도 빠름)
  • 하나의 Linux 커널을 여러개의 컨테이너에서 공유
  • 컨테이너 안에서 작동하는 프로세스를 하나의 그룹으로 관리
  • 각 그룹마다 각각 파일 시스템/ 호스트명/ 네트워크등을 할당
  • 그룹이 다르면 프로세스나 파일에 대한 액세스 불가능
  • 이러한 구조를 사용하여 컨테이너를 독립된 공간으로서 관리
  • Linux커널기능(namespace, cgroups)기술이 사용
  • Production환경에서는 모든 Docker 컨테이너를 한대의 호스트 머신에서 작동시키는일은 드뭄
  • 시스템의 트랙픽 증감이나 가용성 요건, 신뢰도 요건등을 고려한 후에 여러 대의 호스트 머신으로 된 분산환경을 구축
  • 보통 컨테이너 관리에 대해서는 오케스트레이션 툴을 이용!!

5. Docker 컴포넌트

  • Docker Engine(핵심)
    • Docke 이미지를 생성하고 컨테이너를 기동시키기 위한 Docker의 핵심기능. Docker명령 실행이나 Dockerfile에의한 이미지 생성
  • Docker Registry(이미지 공개 및 공유)
    • Docker이미지를 공개 및 공유하기 위한 레지스트리 기능
  • Docker Compose(컨테이너 일원관리)
    • 여러개의 컨테이너 구성정보를 코드로 정의하고, 명령을 실행함으로써 애플리케이션 실행 환경을 구성하는 컨테이너들을 일원 관리하기 위한 툴
  • Docker Machine(Docker 실행환경 구축)
    • 로컬 호스트용인 Virtual Box, AWS EC2나 MS의 Azure와 같은 클라우드 환경에서 Docker 실행환경을 명령으로 자동 생성하기 위하 툴