[Docker] Container와 이미지

현대 소프트웨어 개발 환경에서 컨테이너(Container)와 이미지(Image)는 애플리케이션의 배포와 관리를 혁신적으로 변화시킨 핵심 기술입니다. 이 포스트에서는 컨테이너와 이미지의 개념, 필요성, 그리고 이를 효과적으로 활용하기 위한 고려사항에 대해 자세히 알아보겠습니다.

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Container(컨테이너)란?

컨테이너는 애플리케이션을 실행하기 위해 격리된 경량 프로세스를 제공합니다.
이는 독립적인 환경에서 애플리케이션이 실행될 수 있도록 하여, 서로 다른 애플리케이션 간의 간섭을 최소화합니다.

프로세스와의 관계

• 프로세스: 실행 중인 프로그램을 의미하며, 예를 들어 메모장이나 크롬 브라우저 등이 있습니다.
• 자원 사용: 프로세스는 메모리, 파일 시스템, 네트워크 등 컴퓨터의 다양한 자원을 사용합니다.
• 격리: 여러 프로세스가 동시에 실행될 때, 서로 간섭하지 않도록 메모리 수준에서 격리됩니다. 컨테이너는 여기에 더해 파일 시스템과 네트워크까지도 격리하여 보다 철저한 분리를 제공합니다.

컨테이너의 필요성

그러면 우리는 생각해볼수 있어요. 왜 Container가 필요할까요?

• 격리된 환경 제공: 하나의 컴퓨터 내에서도 독립된 실행 환경을 제공하여, 여러 애플리케이션이 충돌 없이 실행될 수 있습니다.
• 앱 간 간섭 감소: 애플리케이션 간의 간섭을 줄여 안정성을 높입니다.
• 장애 격리: 특정 애플리케이션의 장애가 다른 애플리케이션에 영향을 미치지 않도록 합니다.
• 유연한 격리 수준 조정: 요구사항에 따라 메모리, 파일 시스템, 네트워크, 라이브러리, 운영체제(OS), 하드웨어(H/W) 등 다양한 자원 층에서 격리 수준을 조정할 수 있습니다.

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컨테이너와 가상머신의 비교

호스트 OS 수준의 격리 (가상머신):

• 하이퍼바이저를 사용하여 가상머신(VM)을 생성합니다.
• 높은 수준의 격리를 제공하며 보안상 이점이 큽니다.
• 하지만 운영체제의 모든 실행 요소를 포함해야 하므로 무겁고 초기 구동 속도가 느립니다.

애플리케이션 수준의 격리 (컨테이너):

• 운영체제 관련 요소를 포함하지 않기 때문에 가상머신보다 훨씬 가볍습니다.
• 경량 프로세스로 동작하며 초기 구동 속도가 빠릅니다.
• 표준 기술로 자리잡아 다양한 환경에서 호환성이 뛰어납니다.

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Image (이미지)란?

이미지는 컨테이너를 생성하기 위해 필요한 모든 요소를 포함한 파일 묶음 입니다.
이는 서버 실행 소스 코드, 명령어, 옵션 정보 등을 포함하여 컨테이너가 일관되게 실행될 수 있도록 합니다.

• 일명, 컨테이너를 만들기 위한 설계도예요. 이 설계도에는 앱을 실행하는 데 필요한 모든 것들이 포함되어 있죠—코드, 설정, 명령어 등.

 

이미지의 특징

 

• 이동성: 이미지는 파일 형태이기 때문에 네트워크를 통해 쉽게 주고 받을 수 있습니다.
• 버전 관리: 이미지는 특정 시점의 상태를 고유하게 식별하기 위해 Digest(다이제스트)라는 해시값을 사용하여 버전 관리를 합니다.
• 재사용성: 동일한 이미지를 여러 번 사용하여 일관된 컨테이너를 지속적으로 생성할 수 있습니다.

그러면, 이미지를 사용할때 고려해야 하는것중에 버전관리, 즉 Digest(다이제스트)를 활용해서 버전관리를 한다고 했는데,  Digest(다이제스트)는 무엇일까요?

 

Digest(다이제스트)

• 정의: 이미지를 고유하게 식별하는 해시값으로, 자동으로 생성됩니다.
• 태그(Tag): Digest는 사람이 이해하기 어려운 해시값이기 때문에, 이를 대신할 태그를 사용하여 별칭을 부여합니다.
  • 예: latest 태그는 최신 이미지를 가리키는 별칭으로 자주 사용됩니다.
• 버전 관리: 태그는 시점에 따라 다른 Digest를 참조할 수 있으므로, 특정 시점의 이미지를 명확하게 지정하기 위해 사용됩니다.

 

저장 효율성 (Layer 방식)

그리고 이미지를 관리할때, 이미지가 클수록 전송하는데 시간이 많이 걸릴수 있어요.
그래서 이미지의 저장 효율성에 데해서 신경을 써야합니다. 이때 Layer(레이어)방식을 사용합니다.

• 이미지 크기: 이미지가 클수록 네트워크를 통한 전송 시간이 길어질 수 있습니다.

• 레이어(Layer) 방식:
  1. 이미지를 여러 개의 레이어 단위로 나누어 저장합니다.
  2. 각 레이어는 변경되지 않은 부분을 재사용할 수 있어, 중복 저장을 방지하고 저장 효율성을 높입니다.
  3. 예를 들어, 베이스 이미지와 애플리케이션 레이어를 분리하여 관리할 수 있습니다.

 

추가 고려사항

• 보안: 이미지에 포함된 소프트웨어의 취약점을 관리하고, 신뢰할 수 있는 소스에서 이미지를 가져오는 것이 중요합니다.
• 최적화: 불필요한 파일이나 패키지를 제거하여 이미지 크기를 최소화하고, 실행 속도를 향상시킬 수 있습니다.
• 버전 일관성: 태그와 다이제스트를 적절히 사용하여, 개발 환경과 프로덕션 환경 간의 일관성을 유지합니다.

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컨테이너와 이미지는 현대 애플리케이션 개발 및 배포의 핵심 도구로 자리잡았습니다. 컨테이너는 경량화된 격리 환경을 제공하여 애플리케이션의 안정성과 이식성을 높이며, 이미지는 이러한 컨테이너를 효율적으로 관리하고 배포할 수 있는 기반을 제공합니다.

이를 통해 개발자는 더욱 빠르고 유연하게 애플리케이션을 개발하고 운영할 수 있게 되었습니다. 앞으로도 컨테이너와 이미지 기술은 더욱 발전하여 다양한 환경에서의 활용성이 더욱 확대될 것으로 기대됩니다.

References

• Docker 공식 문서: https://docs.docker.com/

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