Container & Image

Date

2024/12/06

Docker Image

What is Docker Image?

애플리케이션을 패키징하고 전송하기 위해 도커는 도커 이미지(Docker Image)를 사용한다. 도커 이미지는 격리된 환경과 필요한 애플리케이션을 포함하는 파일로, 런타임 환경을 위한 일정의 템플릿이다

Layered Architecture

Layer

도커 이미지는 레이어 구조(Layered Architecture)를 갖는다. 도커 이미지는 다양한 레이어를 포함하며, 이미지 레이어는 모두 읽기 전용(read-only)이다. 각 레이어는 ID를 가지며 하위 이미지의 부모 ID를 포함할 수 있다. 새로운 레이어는 이전 레이어 위에 쌓이며, 하위 레이어의 파일을 덮어쓸(overwrite) 수 있다.

이미지는 서로 다른 컨테이너 간에 공유될 수 있다. 기본 이미지(base image)는 컨테이너에서 사용되는 Linux의 부트 파일 시스템(bootfs)을 포함하는 이미지이다(호스트용 아님). 이런 특수한 종류의 이미지는 Dockerfile에서 FROM scatch 정의로 시작해야한다.

최종 레이어는 쓰기가 가능한(Writable) 컨테이너 레이어로 구성된다. 이 레이어는 사용 가능한 이름을 가진다. 1.0.0 태그를 가진 apache라는 이미지는 ID가 3fa76543인 curl 이미지에 의존한다. 이 curl 이미지는 이름이 없어 직접 사용할 수 없다.

Union File System

UnionFS(Union File System)의 도움으로 이러한 이미지 레이어는 하나의 이미지로 통합되어 apache를 실행하는 컨테이너로 실행된다. 컨테이너는 파일들을 하나의 파일 시스템으로 인식하지만, 레이어가 다른 레이어의 파일을 덮어쓰면, 컨테이너는 가장 최근(latest)이나 가장 위(highest) 버전만 볼 수 있다(top to down).

Cache

새로운 이미지가 생성되어 레포지토리(Docker Hub, Artifactory 등)에 푸쉬되면 Docker는 각 레이어의 해시를 기존 레이어와 비교한다. 이미 해당 레이어가 존재한다면, 이 레이어는 단순히 참조만되고 두 번 저장되지는 않는다. 이로 인해 스토리지 공간을 아낄 수 있다.

예시로, tomcat:8.5를 pull하고 tomcat:9.0을 pull하면 새로 추가되거나 수정된 레이어만 pull하고 이미 존재하는 레이어는 재사용되므로 중복으로 pull하지 않는다.

Integrate Command

Dockerfile의 각 명령어는 새로운 레이어를 생성하는데, 처리할 수 있는 레이어 수에는 제한이 있기 때문에 여러 명령어를 묶어 RUN command A && command B && command C 처럼 실행해 불필요한 레이어 생성을 피해야 한다.

따로 실행하게되면 레이어가 그만큼 추가되는 것이지만 레이어는 가상 상단의 레이어만 보기 때문에 &&를 통해서 overlay시키면 가장 마지막 실행 명령만 바라보게 된다. 따라서 여러 레이어를 생성하지 않기 때문에 최종 컨테이너 이미지가 작아진다.

RUN apt-get update && \
		apt-get install -y package-name && \
		rm -rf /var/lib/apt/lists/*
Docker
복사

위 Dockerfile처럼 묶어 실행하게 되면 업데이트와 패키지 설치, 불필요한 캐시 파일 삭제가 모두 하나의 레이어에서 실행된다. 하지만 따로 실행하게 된다면 총 3개의 레이어가 저장될 것이다.

Docker Container

도커가 이미지를 실행해야 하는 경우, 해당 이미지를 기반으로 컨테이너를 생성한다. 이미지가 읽기 전용(read-only)이기 때문에, 컨테이너는 이미지의 모든 읽기 전용 레이어와 각 컨테이너에 고유한 쓰기 가능(writable) 레이어를 포함하는 런타임 환경이다.

컨테이너의 내용은 미리 정의될 수 없으며, 나중에 Log나 애플리케이션의 PID 등과 같은 내용을 포함할 수 있다. 새 컨테이너가 시작될 떄마다 새로운 쓰기 가능 레이어가 생성된다.

이 개념은 모든 호스트 시스템에서 환경이 동일하도록 보장하기 때문에, 개발-테스트-프로덕션 간에 추적 가능하고 교환 가능하다. 프로덕션에서 문제가 발생하면, 동일한 이미지와 동일한 구성으로 개발 단계에서 재현할 수 있다.

Docker — What it is, How Images are structured, Docker vs. VM and some tips (part 1)

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https://ragin.medium.com/docker-what-it-is-how-images-are-structured-docker-vs-vm-and-some-tips-part-1-d9686303590f