[Docker]#3 컨테이너 - 현대 소프트웨어 개발의 핵심

 

컨테이너 기술은 현대 소프트웨어 개발과 배포에서 중요한 역할을 합니다. 앞서 Docker를 설명하면서 컨테이너라는 말이 자주 나왔는데 이 컨테이너라는 개념에 대하여 알아보겠습니다. 이 포스팅에서는 컨테이너의 기본 개념, 주요 특징, 그리고 왜 컨테이너가 IT 업계에서 필수적인 도구가 되었는지 자세히 살펴보겠습니다.

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컨테이너란 무엇인가?

우선 그림을 살펴보겠습니다. 그림에서 보면 왼쪽 상단에 docker image가 보이시죠? 이 Docker 이미지가 우리가 만든 어떤 프로그램입니다. 경량화된 OS와 배포에 필요한 패키지 그리고 여러분이 개발한 애플리케이션이 하나로 묶인 이미지입니다. 이 이미지를 실행시키면 서비스가 제공되는 것이죠.

이 이미지가 Docker container라는 곳으로 이동합니다. 위쪽의 커다란 컨테이너에는 Flask와 PostgreSQL이 포함된 이미지가 실립니다. 아래쪽의 조금 작은 컨테이너에는 TorchServe라는 이미지가 실립니다. 참고적으로 TorchServe는 AI API를 제공하는 서비스 입니다. 그럼 우리는 우리가 만든 서비스를 각각 두 개의 컨테이너에 실은 셈이 됩니다. 그럼 이렇게 만들어진 컨테이너는 어떻게 되는 것일까요?

바로 Docker가 이 컨테이너들을 한데 모아 실행시키는 역할을 합니다. 따라서, 우리는 서비스 만드는 것에 집중할 수 있고, 서비스를 만들기만 하면 컨테이너라는 틀에 실려 Docker 위에서 실행되는, 즉 배포가 가능한 것입니다.

이렇게 컨테이너는 애플리케이션과 그 실행에 필요한 모든 파일, 라이브러리, 설정을 하나로 묶어 독립적인 패키지로 만드는 기술입니다. 이를 통해 애플리케이션이 어디서나 일관되게 실행될 수 있습니다. 컨테이너는 운영 체제(OS) 수준에서의 가상화 기술로, 호스트 OS의 커널을 공유하면서 격리된 환경을 제공합니다.
컨테이너는 일반적으로 이미지라는 형태로 배포됩니다. 이미지는 컨테이너의 실행 상태를 포함한 불변의 파일 시스템을 제공하며, 컨테이너는 이 이미지를 기반으로 생성된 실행 가능한 인스턴스입니다.

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컨테이너의 주요 특징

컨테이너는 그림에서 처럼 Docker Engine 등 컨테이너를 만들어주는 Engine 위에서 동작하게 됩니다. 이는 기존 가상머신처럼 OS를 포함하는 것이 아닌 Engine에서 다양한 기능을 처리하고 리소스를 제공하는 것입니다. 이러한 가상화방식을 통해 아래의 특징들을 가지게 됩니다.

• 경량화
  • 컨테이너는 호스트 OS의 커널을 공유하기 때문에 가상 머신(VM)보다 리소스 소모가 적습니다. VM은 자체 OS를 포함해야 하기 때문에 더 많은 리소스를 필요로 하며, 더 느리게 시작됩니다. 반면, 컨테이너는 필요한 것만 포함하기 때문에 시작 속도가 매우 빠릅니다.
• 이식성
  • 컨테이너는 애플리케이션과 그 종속성을 함께 패키징하기 때문에 "내 컴퓨터에서는 잘 동작하지만, 서버에서는 안 된다"는 문제를 해결합니다. 컨테이너 이미지는 개발 환경, 테스트 환경, 프로덕션 환경 간에 일관된 실행을 보장합니다.
• 격리성
  • 각 컨테이너는 독립적인 파일 시스템과 네트워크를 가지며, 다른 컨테이너와 격리된 상태에서 실행됩니다. 이는 보안과 안정성을 높이며, 서로 다른 애플리케이션이 동일한 시스템에서 실행될 수 있도록 합니다.
• 확장성
  • 컨테이너는 필요한 만큼 쉽게 확장할 수 있습니다. 클러스터링 도구와 오케스트레이션 시스템(예: Kubernetes)을 사용하면 대규모 애플리케이션을 관리하고 자동으로 확장하거나 축소할 수 있습니다.

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컨테이너 사용의 이점

• 개발 및 배포의 일관성
  • 개발자는 컨테이너를 사용하여 로컬 환경에서 애플리케이션을 개발하고 테스트할 수 있으며, 동일한 컨테이너를 그대로 테스트 및 프로덕션 환경에 배포할 수 있습니다. 이는 개발과 운영 간의 통합(DevOps)을 촉진하고, 애플리케이션 출시 주기를 단축합니다.
• 리소스 효율성
  • 컨테이너는 동일한 하드웨어에서 더 많은 애플리케이션을 실행할 수 있도록 리소스 사용을 최적화합니다. 이는 인프라 비용 절감과 자원 활용도를 극대화하는 데 기여합니다.
• 빠른 시작과 롤백
  • 컨테이너는 몇 초 내로 시작될 수 있으며, 이미지 버전 관리를 통해 쉽게 롤백할 수 있습니다. 이는 애플리케이션의 가용성을 높이고, 문제가 발생했을 때 빠르게 대응할 수 있도록 합니다. 이를 통해 배포 시 개발자 또는 운영자가 겪는 문제를 해결하여 인적 피로도를 낮출 수 있습니다.
• 멀티 클라우드 및 하이브리드 클라우드 지원
  • 컨테이너 기술은 클라우드 중립적이며, 다양한 클라우드 제공업체 간에 애플리케이션을 쉽게 이동할 수 있습니다. 이는 벤더 종속성을 줄이고, 최적의 클라우드 환경을 선택할 수 있는 유연성을 제공합니다.

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컨테이너와 관련된 기술

Docker

컨테이너하면 가장 기본적으로 우리가 공부하려는 Docker가 떠오릅니다. Docker는 가장 널리 사용되는 컨테이너 플랫폼으로, 컨테이너 이미지를 생성, 배포, 실행 및 관리하는 도구를 제공합니다. Docker는 사용하기 쉬운 CLI와 GUI를 제공하여 개발자가 쉽게 컨테이너를 다룰 수 있도록 합니다.

Kubernetes

Kubernetes는 구글이 많은 수의 서버를 운영한 경험을 기반으로 만든 오픈 소스입니다. 대규모 서버를 운영하기 위해 어떤 방식이 좋을 지에 대한 고민을 해결하기 위한 답으로 만든 Kubernetes는 컨테이너화된 애플리케이션의 자동 배포, 확장 및 관리를 위한 오케스트레이션 도구입니다. 오케스트레이션이라는 것은 오케스트라의 지휘자처럼 대규모 즉, 엄청나게 많은 컨테이너들을 지휘하여 일사분란하게 원하는 서비스가 동작하도록 하는 것을 말합니다. Kubernetes는 복잡한 애플리케이션 환경에서 컨테이너를 관리하고, 서비스 발견, 로드 밸런싱, 자가 치유 등의 기능을 제공합니다.

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결론

컨테이너 기술은 현대 소프트웨어 개발의 필수 요소로 자리 잡았습니다. 경량화, 이식성, 격리성, 확장성 등 다양한 장점을 제공하는 컨테이너는 개발 및 운영 효율성을 극대화하며, DevOps 문화의 확산에 큰 기여를 하고 있습니다. Docker와 Kubernetes와 같은 도구를 사용하면 컨테이너의 강력한 기능을 손쉽게 활용할 수 있으며, 다양한 환경에서 일관된 애플리케이션 성능을 유지할 수 있습니다.

사실 개념적인 것을 살펴보면 우리가 접근하기 어려울 것 같고 너무나 거대한 담론처럼 보입니다. 하지만, 여러 어려운 부분은 다른 개발자들이 해결해 놓았습니다. 우리는 이 컨테이너라는 개념을 잘 이해만 하고 있으면 됩니다. 직접 서비스를 개발하고 운영하여 실제로 Docker를 활용하는 것에 초점을 두면 됩니다. 막상 Docker를 활용하는 것은 그렇게 어렵지 않습니다.

도움이 되셨다면 공감 부탁드리겠습니다. 여러분의 공감이 정말 큰 힘이 됩니다.

감사합니다!