[Docker] 기본 개념

가상화

개발 시에는 주로 운영 서버가 아닌 Local에서 개발을 한다. 이 때, 개발을 진행한 Local서버와 Production 서버의 OS가 다를 경우 라이브러리 등을 설치할 때 다르게 진행을 해야 하고, 또한 OS가 같더라도 Local과 Production의 환경 변수 차이로 인해 제대로 동작하지 않을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 README 등에 환경 설정을 기록하고 실행하지만, 이는 사람이 직접 수행해야 하므로 에러가 발생하기 쉽고, 여러 서버에서 반복해야 하는 번거로움이 있다.
이를 위해 가상화를 진행한다. 가상화란 서버환경까지 모두 한번에 소프트웨어화하여 어디서든 동일한 환경이 되도록 하는 것이다. 이를 통해 특정 소프트웨어 환경을 만들어 Local과 Production서버에 그대로 사용함으로써, 개발과 운영 서버의 환경을 일치 시킬 수 있다.
과거에는 이 가상화를 위해 VM(Virtual Machine)을 사용하였다. VM이란 실제 물리적 컴퓨터(Host Machine) 위에 OS를 포함한 가상화 소프트웨어를 두는 방식이다.
하지만 이 VM은 OS 위에 OS를 하나 더 두기에 리소스를 굉장히 많이 사용한다는 단점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해 Container를 사용한다. Container는 VM과 달리 OS 위에 OS를 두지않고, Host의 OS를 공유하기에 VM보다 더 가볍고 빠른 경량화된 가상화 프로세스이다.

Docker

Docker는 Container 기술을 쉽게 사용할 수 있도록 나온 도구로서, Container를 활용하여 개발자가 Application을 가볍고, 이식 가능하며, 일관된 방식으로 Application과 그 실행 환경을 빌드, 배포, 실행할 수 있도록 도와주도록 설계된 오픈 소스 플랫폼이다.
Docker의 장점
1. Portability: 개발자 환경, 테스트 서버, Cloud서버에서 동일한 환경으로 설정 가능하다.
2. Scalability: Docker Container는 필요한 만큼 늘릴 수 있어, 트래픽이 몰릴 경우 Horizontal Scaling으로 트래픽을 분산시킬 수 있다.
3. Speed: Container는 VM과 달리, OS 커널을 공유하기 때문에 속도가 더 빠르다.
4. Efficiency: Container는 필요한 라이브러리와 애플리케이션만 포함하기 때문에 리소스(메모리, CPU)를 VM보다 적게 사용한다.
5. Consistency
Docker의 주요 구성 요소
1. Docker Engine: Container들을 관리하는 엔진으로 Container를 생성, 실행 관리하는 프레임 워크이다.
2. Docker Image: Scripting된 Docker File로부터 만들어진 바이너리 파일로 Read-Only이다.
3. Docker Container: 일반화된 Docker Image를 기반으로 실제 실행 중인 인스턴스로 Docker Container간의 Communication이 가능하다.
4. Docker File: Docker Image를 정의하는 Script파일이다.
5. Docker Compose: 여러 Docker Container를 실행할 수 있는 도구다.
6. Docker Hub: Docker Image를 저장, 공유하는 Cloud 기반의 저장소이다.
Docker의 Workflow
1. 개발 환경을 정의한 Docker File을 작성
2. Docker Image를 Build한다.
```
 docker build -t {이미지 이름}
```
3. Docker Image로부터 Container를 실행한다.
```
 docker run -d -p {연결할 포트번호} {이미지 이름}
 # -d: Demon(백그라운드)로 돌아가게 하는 것
 # -p: 포트를 연결하는 것
```
4. Docker Image를 Docker Hub나 다른 저장소에 저장한다.
```
 docker push {저장할 이미지}
```
5. Production에서 Container를 적용한다.

Docker Volume

Docker Container는 Image 위에 writable layer를 덧붙여 실행되는 인스턴스이다. 이 writable layer는 컨테이너와 함께 존재하기 때문에, 컨테이너를 삭제하면 내부에 저장했던 파일도 함께 사라진다. → 즉, Container는 휘발성
이러한 컨테이너의 휘발성을 보완하기 위해 나온 개념이 Docker Volume으로 Docker Volume은 컨테이너 외부에 존재하며, Docker 엔진이 직접 관리하는 독립적인 저장소이다. 즉, 특정 host 디렉토리에 종속되지 않고 Docker 자체가 데이터를 관리한다.
이를 통해 데이터의 영속성(persistence)을 보장하고, 여러 컨테이너 간 데이터 공유도 가능하다.
Docker Volume의 종류
1. Anonymous Volume: 이름 없이 생성되는 볼륨으로, 컨테이너 실행 시 자동으로 만들 수 있다.
2. Named Volume: 이름을 붙여준 볼륨으로 관리 및 재사용이 쉽다.
3. Bind Mounts: Local과 Container의 디렉토리를 연결한 것으로 Docker외부에서 관리한다.

Docker Compose

Docker Compose는 Local 환경에서 여러 개의 Docker 컨테이너를 동시에 실행하고 관리할 수 있게 해주는 도구이다. → 즉, 복잡한 애플리케이션을 단일 애플리케이션처럼 관리할 수 있다.(Multi-Container Orchestration)
compose.yml 파일에 services, volumes, networks 등을 정의하고, 설정된 모든 서비스를 한 번에 생성 및 실행할 수 있다.
compose.yml 파일에 정의된 서비스들은 서로 독립적이며(Service Independence), 개발·스테이징·운영 환경 등에서 일관성 있게 재사용할 수 있다.(Portability)
또한 단순한 명령어로 쉽게 환경을 구성하거나 해제할 수 있으며(Simplified Workflow), compose.yml 파일을 통해 서비스와 네트워크를 선언적으로 간단히 정의할 수 있다.(Declarative Configuration)

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