Docker 개념과 lifecycle

도커(docker)

컨테이너 기술을 지원하는 다양한 프로젝트 중 하나지만 컨테이너 기술을 이전에도 있었으나 도커로 인해 알려졌고, 사실상 표준 역할을 한다.
다양한 운영체제(Mac, Linux, Window)에서 사용이 가능하다
애플리케이션에 국한되지 않고 의존성 및 파일시스템까지 패키징하여 빌드, 배포, 실행을 단순화

리눅스의 chroot, 네임스페이스와 cgroups와 같은 커널 기능을 사용하여 가상화하였다.

chroot
- 새로운 가상의 루트 디렉토리를 생성하여 원격 서비스로 접속할 경우 이 디렉토리 상위로 이동하지 못하도로 하는 명령어

Namespace

한덩어리의 데이터에 이름을 붙여 충돌 가능성을 줄이고, 쉽게 참조할 수 있게하는 개념
Linux 커널의 Namespace 기능은, Linux 오브젝트에 이름을 붙임으로써 6개의 독립된 환경을 구축했다.

환경	Description
PID namespace	PID를 통해 프로세스를 격리시키며, namespace가 다른 프로세스는 서로 액세스할 수 없다.
Network namespace	IP, Port, 라우팅 테이블 등 네트워크 리소스를 namespace마다 격리 시켜 독립적으로 가질 수 있다. 이 기능을 통해 Port가 사용중이여도 컨테이너 안에서 동일한 Port를 사용할 수 있다.
UID namespace	UID, GID를 namespace 별로 독립적으로 가질 수
Mount namespace	서로 다른 격리된 파일시스템 트리를 가질 수 있다.
UTS namespace	namespace 별로 호스트 명이나 도메인 명을 독자적으로 가질 수 있다.
IPC namespace	프로세스 간 통신 오브젝트를 namespace 별로 독립적으로 가질 수 있다.

CGROUP
- control group의 약자로, 사용자에게 CPU 시간, 시스템 메모리, 네트워크 대역폭과 같은 자원이나 이런 자원의 조합을 시스템에서 실행중인 프로세스간에 할당한다.

VM과 컨테이너
- VM과 비교했을 때, VM에 경우 Hypervisor 위에 OS를 따로 두고 있어 큰 오버헤드를 갖고 있다.
  - 하이퍼바이저를 반드시 거치기 때문에 일반 호스트에 비해 성능 손실 발생
  - 게스트 운영체제를 사용하기 위한 라이브러리, 커널 등을 전부 포함하기 때문에 이미지의 크기 또한 커진다.
- 컨테이너가 해결
  - 도커는 동일 시스템에서 실행하는 소프트웨어의 컴포넌트가 충돌하거나 다양한 종속성을 가지고 있다.
  - 컨테이너는 가상 머신을 사용해 각 마이크로서비스를 격리한다.
  - 컨에이너는 가상머신처럼 하드웨어를 전부 구현하지 않기 때문에 매우 빠른 실행 가능
  - 프로세스의 문제가 발생할 경우 컨테이너 전체를 조정해야 하기 때문에 컨테이너에 하나의 프로세스를 실행하도록 하는 것이 좋다.
도커는 클라우드 서비스 모델과 같이 사용 가능
- 이미지: 필요한 프로그램과 라이브러리, 소스를 설치한 뒤 만든 하나의 파일
- 컨테이너: 이미지를 격리하여 독립된 공간에서 실행한 가상 환경
도커의 한계
- 서비스가 커질수록 관리해야 하는 컨테이너의 양이 급격히 증가하여 관리하기 쉽지 않다.
- 배포 및 컨테이너 배치 전략
- Scale in, Scale out이 어렵다.

도커 설치

환경: Ubuntu: 18.0.4.2, linux

root@server1-VirtualBox:~# cat /etc/lsb-release
DISTRIB_ID=Ubuntu
DISTRIB_RELEASE=18.04
DISTRIB_CODENAME=bionic
DISTRIB_DESCRIPTION="Ubuntu 18.04.2 LTS"

도커 설치
```
$ apt install docker.io
```
도커 설치 확인
```
$ docker -v
```
- 버전을 확인하여 도커 설치 여부를 알 수 있다.
도커 이미지 다운로드 후 이미지 생성
- 도커 이미지 찾기
```
$ docker search tomcat
```
- 이미지 실행
```
$ docker run -d -p 8080:8080 --name console/tomcat-7.0
```
  - -d: 백그라운드 실행
  - -p: inbound port : outbound port
  - –name: 이름을 설정할 수 있다.
- 설치 후 127.0.0.1:8080을 접속하면 tomcat 시작되는 것을 확인할 수 있다.
참고! Docker Toolbox와 Docker for window/mac의 차이점
- Docker Toolbox
  - 리눅스 가상 머신을 생성하여 그 내부에 도커를 설치
  - 가상 네트워크가 2개 생성(가상머신 192.168.xxx.xxx, 도커 컨테이너 172.17.0.x)
  - 내부 IP를 가진 가상 머신 안에 NAT IP를 할당받은 도커 컨테이너가 생성되므로 외부에서 컨테이너에 접근하기 위해서는 2중 포트 포워딩이 필요하다.
- Docker for window/mac
  - 호스트 자체에 가상화 기술을 적용
  - 이는 외부에서 접근하는 방법의 차이가 있다.
  - 도커에서 컨테이너를 생성할 때는 포트 포워딩을 설정하는 것만으로 외부에서 컨테이너에 접근할 수 있다.

도커 라이프사이클

라이프 사이클 이해 docker lifecycle

command	description
pull	registry에서 image를 다운받는다.
push	image를 registry에 저장한다.
rmi	image를 삭제한다.
create	image를 container로 생성한다.
commit	container를 새로운 image로 다시 만든다.
rm	container를 삭제한다.
start	container를 실행한다.(메모리에 올린 후 동작)
stop	memory에 올려둔 container를 중단한다.
run	pull + create + start로 이미지를 다운 받고, 컨테이너로 만들고 실행한다.

push에는 권한이 필요하다.
run 명령어: (이미지 없을 때) docker pull -> create -> start -> attach(-i, -t 옵션 사용 시)
create 명령어: (이미지 없을 때) docker pull -> create
컨테이너는 create, run할 때마다 다른 컨테이너로 생성된다. 이미 사용하는 컨테이너가 있는 경우 start를 하는 것이 좋다.

명령어
- registry로부터 이미지 다운받기
```
$ sudo docker pull nginx
```
- 이미지 확인하기
```
$ sudo docker images
```
- 이미지 삭제하기
```
$ sudo docker rmi tomcat
```
- 이미지 컨테이너로 만들기
```
$ sudo docker create -p 80:80 --name nx nginx
```
  - 80번 포트로, nx라는 이름으로 컨테이너 생성
- 컨테이너 실행하기
```
$ sudo docker start {container_id | container_name}
```
- run nginx 컨테이너: pull + create + start
```
$ sudo docker run -d -p 81:80 --name nx2 nginx
```
  - container 이름이나 포트번호 등이 같으면 실행 오류 발생
  - container 이름과 포트를 같게 하면 새로운 컨테이너가 생성되고 실행된다.
- 실행중인 컨테이너 확인
```
$ sudo docker ps
```
- 모든 컨테이너 확인
```
$ sudo docker ps -a    
```
- 컨테이너 중지
```
$ sudo docker stop {container_id | container_name}
```
- 컨테이너 삭제
  - 컨테이너가 중지되어야 삭제가 가능하다.
    $ sudo docker rm {container_id | container_name}
- 컨테이너 재시작
```
$ sudo docker restart {container_id | container_name}
```
출처: 데브옵스를 위한 쿠버네틱스 강의