[Docker] Docker 입문 - Docker Image, Container, 버전 관리와 moniwiki 배포 예제까지

※ 44bits 블로그에서 작성한 글을 보고 나름의 정리를 더해봤습니다. 좋은 글 감사드립니다! 원문은 링크.

도커(Docker) 입문편: 컨테이너 기초부터 서버 배포까지

도커 로고. 귀엽다.

도커는 컨테이너 기반의 오픈소스 가상화 플랫폼이다. 

라고 한 줄 설명을 들어도 나는 잘 이해가 안됐다. 지금까지 내가 이해하기로는, 일종의 가상환경이라고 생각했다. 직접 가상환경을 깔고, 필요한 프로그램을 설치하고, 종속성 문제를 해결하는 모든 일련의 과정을 한 큐에 끝내버리는 아주 깔끔한 가상화 플랫폼인 것이다. 물론 이것보다 훨씬 더 다양하고 이로운 기능들이 많지만, 적어도 처음 공부할 때 내가 생각한 요약은 이랬다.

내 프로그램이 123개의 종속 패키지를 필요로 하는데, 3명의 사람이 각각 윈도우, 리눅스, mac os를 쓰고 있다면 패키지 설치부터 아주 난감해진다. 이런 상황을 도커 이미지를 기반으로 한 컨테이너 위에서 실행하도록 배포해주면? 모두가 같은 환경 위에서 프로그램을 실행해볼 수 있는 것이다. 123개의 패키지를 다 일일이 설치할 필요도 없다. 왜냐면 도커 파일 안에서 다~ 알아서 설치하도록 설정해서 배포해주니까!

혁신이다. 그렇다면 바로 이론으로 들어가보자.

Docker Image 기초

Image : 애플리케이션의 실행 환경(애플리케이션 실행을 위한 파일의 집합)

$ docker ps # 실행 중인 컨테이너 리스트 출력
$ docker pull centos # centos image pull -> local에 없으면 자동으로 docker hub에서 검색

$ docker pull centos
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/centos
52f9ef134af7: Pull complete
Digest: sha256:a27fd8080b517143cbbbab9dfb7c8571c40d67d534bbdee55bd6c473f432b177
Status: Downloaded newer image for centos:latest
docker.io/library/centos:latest

• 이미지 이름:태그 ⇒ centos:lastest
  • 태그를 지정하지 않으면 lastest
• 하나의 이미지를 repository라고 부른다.

Docker Hub

Docker Hub는 이미지 호스팅 서비스이다. 도커 사에서 공식으로 제공하는 이미지와 사용자들이 만들어 올린 이미지로 나뉘어진다.

도커가 제공하는 이미지에는 네임스페이스(/ 앞 이름)가 없다.

• 공식 이미지 이름 ⇒ ex) mysql
• 사용자 커스텀 이미지 ⇒ ex) mysterias/pythonetq

Container 이해하기

Container : 이미지의 환경 위에서 실행되는 특별한 프로세스

$ docker run -it centos:lastest bash
[root@fabcb4039f76 /]# 

centos bash로 shell이 변경됨.

⇒ 호스트와 격리된 centos 환경에서 bash 프로그램을 실행했다.

$ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED              STATUS              PORTS     NAMES
fabcb4039f76   centos    "bash"    About a minute ago   Up About a minute             stupefied_wescoff

• centos image에서 실행된 컨테이너
• command는 /bin/bash
• container ID / name 으로 조작 가능
  • docker run —name “name” 으로 지정할 수 있다.

예제에서는 command를 지정해서 사용했지만 보통 이미지는 명령어 기본 값(애플리케이션 실행 / 실행 스크립트)이 저장되어 있다.

이 명령어가 종료되면 컨테이너도 종료(exit) 상태가 된다. docker ps -a로 종료된 컨테이너도 확인이 가능하다.(삭제되지 않은)

$ docker restart fabcb4039f76

docker restart 명령어를 활용해서 되살리기 가능 → 쉘 명령어를 실행 가능한 상태는 아님

• 그냥 종료된 것을 daemon과 비슷한 상태로 살려주는 것?
• 컨테이너 안으로 들어간 게 아니라 밖에서 돌아가게만 만들어줌

$ docker attach fabcb4039f76
[root@fabcb4039f76 /]#

attach 명령어로 도커 컨테이너 안으로 들어갈 수 있다.

컨테이너를 강제 종료시키는 stop 명령어와 종료된 컨테이너를 삭제하는 —rm 플래그도 있다.

!중요한 점!

• 이미지는 가상머신과 비슷하다.
• 컨테이너는 격리 프로세스다. 가상머신이 아니라!!!!!!

도커와 버전 관리 시스템

💡 컨테이너를 아무리 바꿔도 이미지는 불변한다.

이미지는 immutable한 저장매체이다.

→ 대신 컨테이너는 mutable임.

계층화된 파일 시스템을 사용하므로 이미지로부터 생성된 컨테이너에 변화를 주고 변경된 상태를 새 이미지로 생성할 수 있다. → 깃에서 변경사항을 업데이트하는 것처럼!

$ docker pull ubuntu:bionic
$ docker run -it ubuntu:bionic bash

우분투 환경을 가져와서 실행시킨다. 그리고 docker diff 를 실행하면

$ docker diff 7addbb0cb989

변경사항이 없으므로 아무것도 출력되지 않는다.

• docker diff 명령어를 사용하면 이미지와 컨테이너 간의 변경사항을 확인할 수 있다.

이제 컨테이너에 git을 설치해보자.

root@7addbb0cb989:/# apt update
root@7addbb0cb989:/# apt install -y git
root@7addbb0cb989:/# git --version
git version 2.17.1

그리고 다른 쉘에서 docker diff를 실행해보면

$ docker diff 7addbb0cb989 | head
C /etc
A /etc/perl
A /etc/perl/CPAN
A /etc/perl/Net
A /etc/perl/Net/libnet.cfg
C /etc/alternatives
A /etc/alternatives/rcp
A /etc/alternatives/rsh
C /etc/alternatives/pager
A /etc/alternatives/rlogin

아주 많은 변경사항이 보인다. 이제 이 이미지에서 다른 컨테이너를 하나 더 만들고 git이 있는지 확인해보면

$ docker run -it ubuntu:bionic bash
root@cdfbba14af33:/# git --version
bash: git: command not found
root@cdfbba14af33:/# exit

없다! 이미지는 변경되지 않았기 때문이다. 각 컨테이너(프로세스)는 독립적으로 실행되고 이미지는 불변하기 때문에 이미지에서 새로운 컨테이너를 실행한다고 한들 이미지에 git이 설치되어 있지 않으면 새 컨테이너에도 git이 없다.

그럼 이미지에 git을 업데이트 해보자.

$ docker commit {container-id} ubuntu:git

이렇게 하면 새 이미지가 생성된다. docker images 로 확인해보면 새 태그 ubuntu:git을 사용하는 이미지를 볼 수 있다.

$ docker images
REPOSITORY                          TAG         IMAGE ID       CREATED          SIZE
ubuntu                              git         0605132dd4d4   12 seconds ago   176MB

이 이미지를 기반으로 container를 생성하고 git --version을 실행해보자.

$ docker run -it ubuntu:git bash
root@e33aec20331c:/# git --version
git version 2.17.1

깃이 잘 설치되어 있는 것을 확인할 수 있다!

사용하지 않는 이미지를 정리할 때는 파생된 모든 컨테이너를 삭제해야 한다. docker ps -a로 종료되거나 멈춘 container까지 다 확인을 하고, ubuntu:git 의 컨테이너를 삭제한 후 이미지를 지운다.

$ docker ps -a
$ docker rm {container-id}
$ docker rmi {image-id}

Dockerfile로 이미지 만들기

Dockerfile로 Git이 설치된 우분투 이미지 만들기

새 폴더로 shell을 이동시킨 다음 간단한 docker file을 생성한다.

# Dockerfile
FROM ubunto:bionic
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y git

• FROM: 이미지를 어느 이미지로부터 생성할 것인지 지정
• RUN: 명령어 실행

빌드

$ docker build -t ubuntu:git-from-dockerfile .
[+] Building 50.5s (7/7) FINISHED
 => [internal] load build definition from Dockerfile                                                                                          0.0s
 => => transferring dockerfile: 109B                                                                                                          0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                                                                                             0.0s
 => => transferring context: 2B                                                                                                               0.0s
 => [internal] load metadata for docker.io/library/ubuntu:bionic                                                                              0.0s
 => [1/3] FROM docker.io/library/ubuntu:bionic                                                                                                0.0s
 => [2/3] RUN apt-get update                                                                                                                 40.4s
 => [3/3] RUN apt-get install -y git                                                                                                          9.8s
 => exporting to image                                                                                                                        0.3s
 => => exporting layers                                                                                                                       0.3s
 => => writing image sha256:5f93945d133cdacafd705dcb2b17e818ca8eb55fb309ecd5fc703c2e094ad65d                                                  0.0s
 => => naming to docker.io/library/ubuntu:git-from-dockerfile

컨테이너 실행 및 깃 설치 확인

$ docker run -it ubuntu:git-from-dockerfile bash
root@5c4f07519ee4:/# git --version
git version 2.17.1

깃이 잘 설치되어 있음을 확인할 수 있다.

모니위키(moniwiki) 도커 파일 작성하기

웹 어플리케이션 서버 실행을 위한 도커 이미지 작성

• 모니위키 : php와 apache 기반 동작

$ git clone <https://github.com/nacyot/docker-moniwiki.git>
$ cd docker-moniwiki/moniwiki

Dockerfile 열어서 확인해보자

FROM ubuntu:14.04

RUN apt-get update &&\\
  apt-get -qq -y install git curl build-essential apache2 php5 libapache2-mod-php5 rcs

WORKDIR /tmp
RUN \\
  curl -L -O <https://github.com/wkpark/moniwiki/archive/v1.2.5p1.tar.gz> &&\\
  tar xf /tmp/v1.2.5p1.tar.gz &&\\
  mv moniwiki-1.2.5p1 /var/www/html/moniwiki &&\\
  chown -R www-data:www-data /var/www/html/moniwiki &&\\
  chmod 777 /var/www/html/moniwiki/data/ /var/www/html/moniwiki/ &&\\
  chmod +x /var/www/html/moniwiki/secure.sh &&\\
  /var/www/html/moniwiki/secure.sh

RUN a2enmod rewrite

ENV APACHE_RUN_USER www-data
ENV APACHE_RUN_GROUP www-data
ENV APACHE_LOG_DIR /var/log/apache2

EXPOSE 80
CMD bash -c "source /etc/apache2/envvars && /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND"

하나씩 뜯어봅시다

FROM ubuntu:14.04

• ubuntu:14.04 이미지를 기반으로 생성

RUN apt-get update &&\\
  apt-get -qq -y install git curl build-essential apache2 php5 libapache2-mod-php5 rcs

• 명령어를 실행하는 실행자. 두 개의 명령어로 구성되어 있다.
  • RUN apt-get update : apt-get update
  • apt-get -qq -y install git curl build-essential apache2 php5 libapache2-mod-php5 rcs : 필요 우분투 패키지 설치
• docker에서 Dockerfile 한 줄 한 줄이 이미지의 레이어가 되기 때문에 run 개수를 줄이는 것이 레이어도 줄고 캐시 관리도 쉬워진다.

WORKDIR /tmp

• 이후에 실행되는 작업의 실행 디렉토리를 변경한다. shell에서 cd를 생각하면 쉬울 것 같음. 실행 위치를 고정시켜준다.

RUN \\
  curl -L -O <https://github.com/wkpark/moniwiki/archive/v1.2.5p1.tar.gz> &&\\
  tar xf /tmp/v1.2.5p1.tar.gz &&\\
  mv moniwiki-1.2.5p1 /var/www/html/moniwiki &&\\
  chown -R www-data:www-data /var/www/html/moniwiki &&\\
  chmod 777 /var/www/html/moniwiki/data/ /var/www/html/moniwiki/ &&\\
  chmod +x /var/www/html/moniwiki/secure.sh &&\\
  /var/www/html/moniwiki/secure.sh

• github의 모니위키 다운로드
• php코드 압축 해제
• 아파치 접근 디렉토리로 복사
• 접근권한 설정

RUN a2enmod rewrite

• 아파치2의 모듈 활성화

ENV APACHE_RUN_USER www-data
ENV APACHE_RUN_GROUP www-data
ENV APACHE_LOG_DIR /var/log/apache2

• 환경변수 설정 → 컨테이너 실행 환경에 적용
• 애플리케이션 작성 시에도 환경변수로 설정값을 받아서 적용 가능
  • 아파치에서 사용하는 환경변수 설정

EXPOSE 80
CMD bash -c "source /etc/apache2/envvars && /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND"

• 가상머신에 오픈할 포트
• 컨테이너에서 실행할 명령어
  • docker run 으로 bash를 쓰던 것처럼 아파치 서버를 FOREGROUND에 실행한다.
  • 기본 값이고 실행시에 덮어쓸 수 있다.

도커 파일을 빌드한다.

$ docker build -t nacyot/moniwiki:lastest .
$ docker run -dp 9999:80 nacyot/moniwiki:lastest

• docker run 에서 -p 플래그는 {호스팅머신 포트} : {컨테이너 내부 포트} 로 매핑해주는 역할을 한다.

동의한 후 wiki page로 이동한다.

http://127.0.0.1:9999/moniwiki/wiki.php/

 

Create this page를 눌러서 적당히 내용을 쓰고 save를 눌렀을 때

ㅁ

오른쪽처럼 잘 반영되면 성공이다.

Tips for docker

1. 도커 파일 작성
   • FROM으로 시작해서 RUN을 활용해 리눅스 명령어 사용하듯 환경을 구축한다.
   • 패키지 관리자로 애플리케이션 실행 환경 구축 + 실행할 애플리케이션 다운로드 / 복사
   • COPY나 ADD 지시자로 로컬 파일 복사
   • Dockerfile은 중간중간 빌드하면서 작업하는 것이 좋다.
   • 빌드만으로 어렵다면 이미지에 직접 들어가서(bash shell 실행) 프로비저닝을 해보고 Dockerfile로 작성
2. 도커의 이미지 빌드 과정
   • Dockerfile에서 FROM, RUN, WORKDIR 지시자 하나 하나가 스텝이 된다.
   • 이미지로 컨테이너 생성 → 지시자 수행 → 이미지로 commit(저장) → 다음 지시자 수행
   • 이 작업을 지시자 수 만큼 반복한다.
   • docker history {image-id} 로 중간 임시 이미지들을 확인할 수 있다.
   • 이미지가 <missing>인 경우에는 베이스 이미지에서 빌드된 내용. 로컬 머신에서 직접 빌드될 때만 중간 이미지가 생성됨.
     • 중간 이미지에서도 컨테이너를 실행하는 것이 가능하다.

실전 : docker image로 서버 어플리케이션 배포하기

애플리케이션을 서버에서 운영하려면 서버 환경을 준비하는 프로비저닝 단계가 꼭 필요하다. 도커를 사용한다고 프로비저닝 과정이 아예 없어지는 건 아니지만(도커파일과 이미지를 준비하는 게 프로비저닝이다) 서로 다르고 계속 변화하는 서버 환경에 비교적 구애받지 않고 준비된 이미지를 실행할 수 있다는 것이 장점이다.

이미지 없이 도커파일만 있다면 빌드가 잘 될 수도 있고 아닐 수도 있지만, 일단 이미지가 있으면 오래된 것도 잘 작동하는 편이다.

이제 다른 서버에서도 사용할 수 있도록 온라인 상에 모니위키를 배포해보자.

Docker Hub에 이미지 올리기

도커 이미지의 풀네임에는 도커 레지스트리 주소가 포함되어있다.

$ docker info | grep Registry
Registry: <https://index.docker.io/v1/>

ubuntu:bionic ⇒ docker.io/library/ubuntu:bionic 이 풀네임

• 도커 레지스트리 서버 주소 / 도커 공식 이미지 네임스페이스 / 이미지 이름

도커 허브에 올리기 위해서 로그인을 해준다.

$ docker login

도커 이미지 이름을 변경한다.

$ docker tag nacyot/moniwiki {dockerhub-name}/moniwiki:lastest

그리고 push

$ docker push mysterias/moniwiki:lastest

하면 로그인한 dockerhub에 올라간다.

이렇게 해두고 다른 환경/서버에서 docker run -dp 9999:80 mysterias/moniwiki:lastest 로 실행하게 되면 이미지를 다운받아서 실행할 수 있다.

M1 ubuntu 가상환경 빌드 시 추가작업

digitalocean에서 시험해보려고 했는데, 노트북이 M1 칩을 사용하는 상태에서 ubuntu 가상환경으로 빌드하려고 하니까 제대로 안된다. 이건 별도의 전후처리가 필요하다고 한다.

WARNING: The requested image's platform (linux/arm64/v8) does not match the detected host platform (linux/amd64) and no specific platform was requested

/ docker run -dp 9999:80 --platform linux/amd64 mysterias/moniwiki:lastest

여기서 다시 실행을 하면

/ exec format error /bin/bash

이런 에러가 발생한다. 이것도 찾아보니 M1칩에서 빌드할 때 

$ docker buildx build --platform linux/arm64 -t {image} .

이렇게 세팅해서 빌드를 해줘야한다고 한다.