[CJ Olivenetworks - Cloud Wave] 도커 (Docker) 기초

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Docker 정의

Docker_Procdess DockerStruct_Procdess
Docker / Docker Structure

하이브리드 클라우드에서 애플리케이션을 컨테이너화하여 개발, 배포 및 실행하기 위한 오픈 소스 컨테이너 플랫폼 제공자
- 운영체제 레벨에서 가상화를 제공하는 컨테이너화 기술
컨테이너는 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 모든 요소(코드, 런타임, 라이브러리, 환경 변수 등)를 포함한 독립적인 실행 환경을 제공.
- = 응용 프로그램보다 쉽게 생성, 배포 및 실행 할 수 있도록 설계된 도구.
지난 10년 동안 사용된 LXC 에서 진화한 오픈소스 애플리케이션 배포 컨테이너.
LXC 사용하여 다른 응용 프로그램에서 운영 체제 (OS) Kernel, CPU, RAM 공유.
Docker 는 이러한 컨테이너를 구축, 공유 및 실행하기 위한 도구와 기술을 제공.

Docker Architecture

DockerArch_Procdess
Docker Architecture

Docker
- Image : 애플리케이션을 구동하기 위한 FILE
- build : Image 생성
- pull : Image 다운로드
- run : image 실행
docker 는 Client 와 Server 사이를 REST API를 통해 연결.
dockerd 라는 도커 데몬이 동작.

기억해야할 용어

BUILD : 이미지 생성하기 (Download, Dockerfile)
SHIP : 이미지 저장하기 (Docker Registry - public & private)
- Docker Registry : 이미지가 저장된 곳
  - public : 누구나 접근가능
  - private : 인증 후 접근가능
RUN : 이미지 실행 & Container 생성 (Application)
Build / Ship : 주로 개발자가 진행
Ship / Run : 주로 운영자가 진행

[Docker] 명령어

DockerClientCommands_Procdess
Docker Client Commands

도커 명령어

직관적인 명령어를 사용.

기억할만한 명령어

exec : 실행
    
run : 이미지를 이용하여 실행이 되는 컨테이너 생성
    
commit : container을 이용하여 이미지를 생성 (비선호 - 용량이 커짐)
  - container은 가능한 소형화 하여 여러 개의 컨테이너를 띄우는 것이 암묵적 룰 / 철학
    - 컨테이너가 소형화 될수록 성능이 증가
    
save / load : file 확장자는 무조건 .tar
    
create : stopped 상태의 컨테이너 생성(run과의 차이점)
    
export : 실행이 되고 있는 파일을 container로 변환
    
inspect : 상세정보 보기

pull 과 run의 연관성
- container는 무조건 image가 있어야 생성 / 동작된다.
  - 만약 run하려는데 image가 없으면 run 메소드에서 pull까지 한 후 run하게 됨.
    = 결국 pull 할 필요없이 매번 run만 하면 됨

[Docker] 설치 (CentOS Stream 8)

[root@servera ~]# yum-config-manager --add-repo \
> https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

CentOS Stream 8 은 Docker 설치를 기본적으로 지원하지 않으므로 그 레파지토리를 먼저 설치해야 한다.
저장소의 URL이 저장되어 있는 파일(=repository)을 만들어주어야 한다.

[root@servera ~]# yum install docker-ce -y

[root@servera ~]# rpm -qa | grep docker
docker-ce-23.0.1-1.el8.x86_64
docker-buildx-plugin-0.10.2-1.el8.x86_64
docker-scan-plugin-0.23.0-3.el8.x86_64
docker-ce-cli-23.0.1-1.el8.x86_64
docker-ce-rootless-extras-23.0.1-1.el8.x86_64
docker-compose-plugin-2.16.0-1.el8.x86_64

[root@servera ~]# systemctl enable –-now docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to
/usr/lib/systemd/system/docker.service.

[root@servera ~]# systemctl status docker

Dockerinstall_Procdess
Serera - Docker 설치 및 실행된 모습

systemctl enable 명령을 사용하여 docker 서비스를 사용으로 설정.
--now 옵션을 사용하여 서비스를 사용으로 설정하는 동시에 시작할 수 있다.

[Docker] 실행 과정 예시 및 장/단점

[root@servera ~]# docker pull mariadb

Dpull_Procdess
Docker Pull

pull 할 이미지 뒤에 tag(version) 을 붙히지 않으면 Default 값인 가장 최근 버전(:latest)으로 다운로드 된다.

[root@servera ~]# docker images

Dimages_Procdess
Docker images

현재 docker 내에 다운로드 되어 있는 이미지 리스트를 보여준다.

[root@servera ~]# docker run --name mariadb-basic \
> -e MYSQL_USER=user1 \
> -e MYSQL_PASSWORD=mypassword \
> -e MYSQL_DATABASE=product \
> -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=r00tpassword \
> -d mariadb:latest

Ddbrun_Procdess
Docker 에서 maria db 생성 및 실행하는 모습

Docker 에서 데이터베이스 생성 시 환경변수를 초기화 해주어야 한다.
-d 옵션 : 백그라운드에서 실행하기
위에서 지정해준 환경 변수는 컨테이너에 저장된다.

[root@servera ~]# docker ps

Dps_Procdess
Docker ps 명령어

현재 가동중인 컨테이너 리스트를 반환.
docker ps -a : 현재 가동중인 컨테이너 뿐만 아니라 가동이 중지된 컨테이너 까지 모두 반환.

[root@servera ~]# docker exec -it mariadb-basic bash

Dexec_Procdess
Docker exec 명령어

mariadb-basic 을
-it : 상호 입출력 설정(-i) / tty 활성화 하여 Bash Shell 사용 활성화(-t)
-exec : 컨테이너 내부의 Shell 사용 가능. -it 옵션을 통해 Bash Shell을 유지해준다.

이후 이전에 docker에 띄운 mariadb 컨테이너 내부에 들어가게 된다.

root@9ec2cf06718b:/# mariadb -uroot –pr00tpassword

Dmariadbaccess_Procdess
Docker에 띄워진 mariadb에 접근하는 모습

mariaDB 생성 시 설정해준 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=r00tpassword 를 사용하여 접근.

MariaDB [(none)]> show databases

Dmariadbuse_Procdess
Docker에서 mariaDB를 사용하는 모습

show databses 사용 시 DB테이블이 출력되는 것을 보아 정상적으로 잘 작동하는 것을 알 수 있다.

exit

docker stop mariadb-basic

docker ps

docker ps -a

Dstop_Procdess
Docker stop / ps (-a)

[Docker] Container 정의

Docker Container 란?

개발자가 라이브러리 및 기타 종속성과 같이 필요한 모든 부분을 응용 프로그램(이미지)으로 패키징 하고 하나의 패키지(컨테이너)로 모두 전송.
여러 컨테이너가 동일한 머신에서 실행될 수 있고 해당 머신의 OS 커널을 다른 컨테이너와 공유해서 사용.
각 컨테이너는 사용자 공간에서 격리된 프로세스(Isolation)로 실행된다.
Container 개념의 탄생 배경
1. 기존 리눅스 환경
  - 자원 격리 사용(cgroup : Control Group) : 자원(CPU , RAM , DISK..)을 통제함.
  - 특정 디렉토리 권한이 제한(chroot)된 격리 환경
2. 변경 사항을 Layer 상태로 저장하는 파일 시스템(Union File System)
간단하게, 격리된(독립된) 공간에서 프로세스가 동작하게 해주는 가상화 기술.

DContainer_Procdess
Docker Container 구조

Container 개념에서 매우 중요한 것
- 여러가지 Container 의 Image 들은 전부 Read-Only 속성이다.
- 하지만, 해당 이미지가 속한 Container 들은 writable 하다.
  - 그 이유인 즉슨, Image(read-only) 에 writable 한 Layer 를 추가한 것이 곧 Container 이기 때문.
Base Image는 OS를 뜻한다. (Debian : Ubuntu와 비슷)
Linux
- bootfs : kernel을 가짐
- rootfs : 명령어를 가짐

[Docker] Container 생성

DContainerGen_Procdess
Docker Container 생성

Docker Client 가

$docker container run ~

하게 되면, Docker server의 Docker Daemon이 요청을 받게 된다.
DDaemon_Procdess
Docker Daemon이 일하고 있는 모습

~/docker.service; enabled;
- 위 부분에서 Docker Daemon이 실행되었다는 것을 나타낸다.(= dockerd)

Docker Container 생성 방법 1 - create 사용

$ docker container create --name (컨테이너 이름 지정) -p (사용할 포트번호 지정- Host : Container) (이미지 이름)

DContGen1_Procdess
Docker container create

# 현재 docker에 다운로드 되어 있는 image 전부 출력
$ docker images

# 현재 Container 의 상태 정보 출력 (-a 사용시 이전에 중지된 작업들도 출력)
$ docker container ls (-a)

DContGen2_Procdess
docker images / docker container ls (-a)

# 컨테이너 실행
$ docker container start (Container 이름)

DContGen3_Procdess
docker container start

STATUS 가 Up으로 변경되며 실행중인 것을 확인할 수 있다.

Docker Container 생성 방법 2 - run 사용

$ docker container run --name (컨테이너 이름 지정) -d(= 백그라운드에서 동작) -p (사용할 포트번호 지정- Host : Container) (이미지 이름)

DContainerRun_Procdess
docker container run

run 옵션은 local에 지정된 이미지 정보가 없을 시, 자동으로 해당 이미지를 docker library에서 pull 하여 다운로드 진행 후 컨테이너를 생성 및 실행한다.
- 지정된 이미지 후미에 :(~버전)을 설정해주지 않을 시, default로 latest(가장 최근 버전) Tag를 달아 다운로드 / 실행한다.
- create / start 보다 간편해서 자주 사용.
-p 8180:80
- Port Forwarding : Host의 8180 포트와 Container 의 80 포트를 연결.
  - Host 와 Container의 포트를 포트포워딩을 통해 연결 -> 컨테이너 생성 시 -p 옵션 주기
-d : Background 에서 동작하도록 한다.

docker container run 실행 후 모습
nginx 의 STATUS 가 Up으로 변경되며 잘 실행이 되었고, 포트 포워딩도 잘 되어 있는 모습을 볼 수 있다.

[Docker] Container 중지(stop), 재실행(restart), 일시중지(pause / unpause)

# Docker Container 중지
$ docker container stop (컨테이너 이름)

DcontainerStop_Procdess
Docker Container Stop

# Docker Container 재실행
$ docker container restart (컨테이너 이름)

DCRestart_Procdess
Docker Container Restart

# Docker Container 일시 중지
$ docker container pause (컨테이너 이름)

# 해제
$ docker container unpause (컨테이너 이름)

DCPause_Procdess
Docker Container Pause / Unpause

[Docker] Container 접속 및 그 내부 정보 변경하기 (exec)

$ docker container exec -it (컨테이너 이름) /bin/bash
# -it
#   -i : interactive, 상호 입출력
#   -t : tty -> 터미널 띄우기

DConExec_Procdess
Docker Container Execute

/bin/bash 명령어는 어디에서 실행되는 것인가? - Container? Host?
- Container 에서 실행되는 명령어이다.
- 터미널을 사용해서 Kernel에 접근할 수 있게 된다.
이전에 nginx 컨테이너 생성 정보를 다시 한번 살펴보자.
- IP/port : 0.0.0.0:8100->80/tcp
  - 0.0.0.0 : serverb 내의 모든 사용자가 접속 가능.
  - 8180(host) –> 80 (container)
    - host port 는 65535 개의 범위 내에서 단 하나만 사용이 가능.
  - IP가 모두 접속 가능한 (0.0.0.0) IP 이므로 local / 해당 네트워크에 속한 사용자의 브라우저를 사용해서 직접 해당 URL 에 접근하여 내부 정보 변경 확인을 할 수 있다.
    
    Docker Container 내부 정보 변경 후 local을 통해 확인하는 모습

[Docker] docker cp (복사)

# 복사 대상이 존재하는 경로에서 실행
$ docker cp (복사 대상의 이름) (복사할 위치)

DockerCP_Procdess
Docker cp

cp
- host 상에 있는 경로를 container 으로 복사.
- container의 경로를 host로 복사.
  - 위와 같이 직접 container 내부에 들어가지 않고 내부 정보 변경을 할 수도 있다.

지금까지 진행한
컨테이너 생성 
컨테이너 내부 정보 변경 
컨테이너 내부 정보 확인
의 세 단계가 모두 일치해야 한다.

[Docker] 컨테이너 프로세스 및 포트 확인하기(top, port)

$ docker container top (컨테이너 이름)

$ docker container port (컨테이너 이름)

Dtop_port_Procdess
docker container top / port

top : 현재 실행되고 있는 컨테이너가 실행중인 프로세스를 확인 할 수 있다.
port : 현재 실행되고 있는 컨테이너와 연결된 포트 정보를 확인 할 수 있다.

[Docker] 컨테이너 이름 변경하기 (rename)

$ docker container rename (기존 컨테이너 이름) (변경 후 이름)

DCrename_Procdess
docker container rename

컨테이너의 이름을 변경한 모습

[Docker] 컨테이너 변경 정보 확인 (diff)

$ docker container diff (컨테이너 이름)

DCdiff_Procdess
docker container diff

A : 추가된 파일을 나타냄
B : 삭제된 파일을 나타냄
C : 수정된 파일을 나타냄

[Docker] 컨테이너 삭제하기 (rm / prune)

# docker rm (O) - 가능
# docker container rm (O) - 이것도 가능

# 특정 컨테이너 삭제 -> container stop 이후 실행
$ docker container rm (컨테이너 이름 or 컨테이너 ID)

# 특정 컨테이너 강제 삭제 (실행중인 컨테이너도 가능)
$ docker container rm -f (컨테이너 이름 or 컨테이너 ID)

# 로컬 시스템의 모든 컨테이너를 삭제 (삭제된 컨테이너는 복구가 불가능하다) -> 가능한 사용하지 말것. (위험)
$ docker rm -f $(docker ps -aq)

# 중지된 컨테이너만 일괄 삭제 -> 가능한 사용하지 말것. (위험)
$ docker container prune

Virtual Machine vs Container

VM_Container_Procdess
VM vs Container

Virtual Machine (Hypervisor : VSWare / OpenStack)

결과물 : Virtual Machine
속도가 느리고 무겁다.(= 용량이 크다)
Integration이 어렵다.
새로운 컴퓨터, 즉 OS 전체가 생성되므로 Container에 비해 상대적으로 우수한 보안성.

Container Runtime (Docker)

결과물 : Container
속도가 빠르다 (= 용량이 작다)
Container을 사용함으로서 Integration이 쉽다.
각 Container에 들어있는 Image 내부에 간소화된 OS가 포함됨.
- 가볍고 빠른 것을 추구하는 Docker의 철학에 따라 전체 OS 기능은 포함되지 않음.
- 따라서, Hypervisor에 의해 전체 OS가 포함되어 생성된 VM보다 상대적 보안성이 떨어진다.

Podman (무료) vs Docker (유료)

1. Layer (code)

Docker/Podman 생성 가능. 2. Image
Docker/Podman 생성 가능. 3. Container
Docker/Podman 생성 가능. 4. Pod (Group of Containers : 컨테이너 그룹)
Docker 생성 불가.
Podman은 Pod 까지 생성 가능
- Pod 관리 프로그램
  - Kubernetes (OpenSource - 무료)
    - Podman을 이용하여 많이 사용
  - OpenShift (Redhat - 상용, 유료)
    - Podman을 이용하여 많이 사용
Docker
- Daemon 이 있음.
- Daemon 이 죽으면 해당 컨테이너도 중지됨.
Podman
- Daemon 이 없음
- Daemon 과 상관없이 해당 운영체제/ 컨테이너 가 종료될 때까지 종료되지 않음.
Docker의 상용화 (유료화)
- 점점 podman을 사용하는 추세가 보임 (대표적인 예로 KT)

Kubernetes vs OpenShift

가장 큰 차이점 ?

GUI (Web Console)
- Kubernetes : 저수준 (Linux 명령어 필수 사용)
- OpenShift : 고수준 (Linux를 잘 다루지 못해도 GUI 통해 충분히 사용 가능)
  - 취업 후 OpenShift 강의 들어보기 !!! (꽤 비쌈)

IaC (Infrastructuer as Code)

Ansible
Terraform

허용 가능한 만큼의 학습 내용을 복습 겸 이곳에 포스팅 해보려고 합니다.

혹시 이해가 안가거나 추가적인 설명이 필요한 부분, 오류 등의 피드백은 언제든지 환영합니다!

긴 글 읽어주셔서 감사합니다. 포스팅을 마칩니다.

처음으로~

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Chae Seungmin

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[Docker] Container 접속 및 그 내부 정보 변경하기 (exec)

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[Docker] 컨테이너 프로세스 및 포트 확인하기(top, port)

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