Docker?
Docker는 소프트웨어를 **컨테이너(Container)**라는 독립적인 실행 환경에서 실행할 수 있게 해주는 오픈 소스 플랫폼입니다. 컨테이너는 애플리케이션과 그에 필요한 모든 라이브러리, 설정 파일을 포함한 실행 환경을 하나의 패키지로 묶어서, 애플리케이션이 어디서나 일관되게 실행될 수 있도록 합니다. Docker는 개발, 테스트, 배포 환경의 일관성을 보장하고, 애플리케이션의 이식성과 확장성을 크게 향상시킵니다.
Docker는 컨테이너화 기술을 바탕으로, 물리적인 서버나 가상 머신을 사용하는 대신 가벼운 컨테이너를 사용하여 애플리케이션을 배포하고 운영할 수 있습니다. 이를 통해 자원 사용의 효율성, 빠른 배포, 유연한 확장 등을 달성할 수 있습니다.
1. Docker의 주요 구성 요소
1) Docker 엔진 (Docker Engine)
Docker 엔진은 Docker 컨테이너를 실행하는 핵심 구성 요소로, 두 가지 주요 컴포넌트로 나눠집니다:
- 클라이언트(Client): Docker 명령어를 통해 엔진과 상호작용하는 사용자 인터페이스로, docker 명령어를 사용하여 컨테이너를 만들고 관리합니다.
- 서버(Server): Docker Daemon이라고도 하며, 실제로 컨테이너를 관리하고 실행하는 역할을 합니다. 서버는 클라이언트의 요청을 받아서 Docker 컨테이너를 실행, 중지, 삭제하는 등의 작업을 수행합니다.
2) Docker 이미지 (Docker Image)
Docker 이미지는 컨테이너를 생성하는 템플릿입니다. 이미지는 애플리케이션 코드, 라이브러리, 환경설정 파일, 종속성 등을 포함한 읽기 전용 템플릿이며, 컨테이너는 이러한 이미지를 실행한 결과입니다. 이미지는 여러 레이어로 구성되어 있으며, 각 레이어는 파일 시스템의 변경사항을 나타냅니다.
3) Docker 컨테이너 (Docker Container)
Docker 컨테이너는 실제 애플리케이션을 실행하는 단위입니다. 컨테이너는 Docker 이미지에서 실행되는 인스턴스로, 독립적이고 격리된 환경에서 애플리케이션을 실행합니다. 컨테이너는 OS 커널을 공유하며, 가상 머신보다 훨씬 가볍고 빠르며, 여러 개를 동시에 실행할 수 있습니다.
4) Docker 레지스트리 (Docker Registry)
Docker 레지스트리는 Docker 이미지를 저장하고 배포하는 저장소입니다. 공용 레지스트리로는 Docker Hub가 대표적이며, 여기에 다양한 미리 정의된 이미지를 다운로드하거나, 자신이 만든 이미지를 업로드할 수 있습니다. 기업에서는 프라이빗 레지스트리를 설정하여 내부에서만 사용하는 이미지를 관리할 수 있습니다.
5) Docker Compose
Docker Compose는 여러 개의 Docker 컨테이너를 정의하고 실행하는 도구입니다. 이를 사용하면 멀티 컨테이너 애플리케이션을 정의할 수 있으며, docker-compose.yml 파일을 통해 컨테이너들의 구성, 네트워크 설정, 볼륨 설정 등을 선언할 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 애플리케이션을 손쉽게 관리하고 배포할 수 있습니다.
2. Docker의 핵심 기능
1) 컨테이너화 (Containerization)
Docker는 애플리케이션을 컨테이너화하여 실행합니다. 컨테이너는 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 모든 것(코드, 라이브러리, 설정)을 하나로 묶어 독립된 환경에서 실행합니다. 이는 환경에 구애받지 않으며, "내 로컬에서 잘 되던 애플리케이션이 왜 서버에서는 실행되지 않지?"라는 문제를 해결합니다.
2) 빠른 배포
Docker는 애플리케이션의 실행 환경을 이미지로 패키징하여 배포합니다. 이 이미지에는 필요한 모든 종속성과 설정이 포함되어 있어, 이미지를 받는 사람은 추가적인 설정 없이 애플리케이션을 바로 실행할 수 있습니다. 컨테이너 시작 시간이 매우 짧고, 서버 간 이식이 용이합니다.
3) 자원 효율성
Docker는 가상 머신과 비교해 자원 소비가 적습니다. 각 컨테이너는 호스트 OS의 커널을 공유하면서 독립적으로 실행되므로, 전체 시스템 자원을 절약할 수 있습니다. 이는 수많은 컨테이너가 동시에 실행될 수 있게 하며, 자원의 낭비를 최소화합니다.
4) 확장성
Docker는 확장성이 뛰어나며, 컨테이너를 빠르게 생성하고 삭제할 수 있어 수평적 확장(scale-out)에 유리합니다. 여러 개의 컨테이너를 동시에 실행하고, 필요할 때 컨테이너를 쉽게 추가하거나 제거할 수 있습니다.
5) 이식성 (Portability)
Docker는 어디서나 동일한 환경을 제공합니다. Docker 이미지는 운영 체제나 클라우드 플랫폼에 관계없이 동일하게 동작할 수 있기 때문에, "개발 환경 → 테스트 환경 → 생산 환경"으로의 이식성이 뛰어나며, 이로 인해 개발 및 운영 환경 간의 차이를 줄여줍니다.
6) 격리성 (Isolation)
Docker 컨테이너는 격리된 환경에서 실행됩니다. 이는 서로 다른 애플리케이션이 충돌하거나 영향을 주지 않도록 보장합니다. 각 컨테이너는 독립적인 파일 시스템과 네트워크 설정을 가지며, 다른 컨테이너와 자원 격리가 이루어집니다.
3. Docker의 장점
- 개발 및 운영 환경 일관성: Docker를 사용하면, 개발부터 배포까지 동일한 환경에서 작업할 수 있어, "내 로컬에서 잘 되던 애플리케이션이 서버에서 잘 안 된다"는 문제를 해결할 수 있습니다.
- 빠른 배포와 확장성: Docker는 빠르게 애플리케이션을 배포할 수 있으며, 수많은 컨테이너를 효율적으로 관리하고 확장할 수 있습니다.
- 자원 절약: Docker는 가상 머신에 비해 자원을 적게 사용하고, 높은 성능을 제공합니다.
- 이식성: Docker는 클라우드, 로컬 서버, 개발 환경 등 어떤 환경에서도 동일하게 동작하므로 애플리케이션을 쉽게 이동하고 배포할 수 있습니다.
- 개발자와 운영자 간 협업 개선: Docker는 개발자와 운영자 간의 협업을 원활하게 만듭니다. 애플리케이션과 그 환경을 코드로 정의할 수 있기 때문에, 버전 관리가 용이하고, 일관된 환경을 제공할 수 있습니다.
4. Docker의 단점
- 복잡한 네트워크 설정: Docker는 기본적인 네트워크 구성을 자동으로 처리하지만, 여러 개의 컨테이너를 연결할 때는 네트워크 설정이 복잡해질 수 있습니다. 이때는 Docker Compose나 Docker Swarm 같은 도구가 필요합니다.
- 모니터링 및 관리: Docker는 컨테이너가 많아지면 모니터링과 관리를 위한 도구가 필요합니다. 특히, 대규모 애플리케이션에서는 컨테이너 오케스트레이션을 위한 툴이 필요할 수 있습니다(예: Kubernetes).
- 상태 유지가 어려움: Docker 컨테이너는 기본적으로 **상태 비저장(stateless)**로 설계됩니다. 따라서 데이터를 영구적으로 저장하려면 볼륨과 같은 별도의 저장소가 필요합니다.
- 보안 문제: Docker는 컨테이너 간 격리 기능을 제공하지만, 호스트 시스템의 보안을 제대로 관리하지 않으면 보안 위협이 될 수 있습니다. 예를 들어, 컨테이너가 호스트 OS에 접근할 수 있는 권한을 가지게 되면 보안 위험이 발생할 수 있습니다.
5. Docker의 활용 분야
- 애플리케이션 배포: Docker는 CI/CD(지속적인 통합 및 지속적인 배포) 파이프라인을 효율적으로 관리할 수 있어, 애플리케이션을 빠르게 배포할 수 있습니다.
- 마이크로서비스 아키텍처: 마이크로서비스를 구축할 때 Docker는 각 서비스의 독립적인 컨테이너 실행을 가능하게 하여, 서비스를 관리하고 배포하는 데 매우 유용합니다.
- 테스트 환경 구축: 개발자는 Docker를 사용하여 테스트 환경을 쉽게 설정하고 관리할 수 있습니다. 이는 애플리케이션이 다양한 환경에서 어떻게 동작하는지 확인할 수 있게 합니다.
- 클라우드 환경: Docker는 AWS, Azure, GCP와 같은 클라우드 환경에서도 쉽게 실행할 수 있으며, 클라우드 기반의 애플리케이션을 관리하는 데 적합합니다.
Docker는 애플리케이션 배포와 관리의 효율성을 극대화하는 강력한 도구입니다. 개발부터 테스트, 배포에 이르기까지 컨테이너화된 환경을 통해 높은 이식성, 확장성, 효율성을 제공합니다. 다양한 환경에서의 일관성 있는 동작을 보장하고, 자원 낭비를 최소화하며, 개발자와 운영자 간 협업을 개선하는 데 큰 역할을 합니다. Docker는 현재 클라우드와 마이크로서비스 아키텍처와 같은 최신 개발 환경에서도 필수적인 기술로 자리잡고 있습니다.