[사내 도커 스터디] #1 클라우드 컴퓨팅

Ch.1 클라우드 컴퓨팅

1.1 클라우드 컴퓨팅 개요

• 클라우드: 사용자가 언제든지 인터넷, 모바일 등을 통해 IT 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 컴퓨팅 기술
• 애자일 방법론을 활용한 민첩한 서비스 도입과 탄력적인 확장/축소, 자동화 서비스 유지관리 등으로 1) 운영 비용은 낮추고 2) 비즈니스 요구사항 변화를 빠르게 적용할 수 있는 환경을 제공

1.1.1 클라우드 컴퓨팅이란?

💡 인터넷 기술을 이용해 다수의 사용자에게 하나의 서비스로서 방대한 IT 능력을 제공하는 컴퓨팅 방식

사실상 사용하는 만큼 요금을 내는 방식 → IT 서비스 각 요소를 유틸리티로 인식한다!

클라우드 컴퓨팅 = 그리드 컴퓨팅 + 유틸리티 컴퓨팅

• 그리드 컴퓨팅: 가상 네트워크를 이용해 분산된 컴퓨팅 자원을 공유하도록 하는 기술 방식
• 유틸리티 컴퓨팅: 다양한 컴퓨팅 자원에 대한 사용량에 따라 요금을 부과하는 종량제 방식의 기술 기반

클라우드 컴퓨팅 특징

• 주문형 셀프 서비스 - 원하는 시점에 바로 서비스 사용
• 광대역 네트워크 접근 - 광대역 네트워크 사용해 빠르게 접속
• 신속한 탄력성과 확장성 - Auto scaling 기능으로 신속한 확장/축소 조정
• 자원의 공동 관리 - 자원을 풀로 관리 → 탄력적으로 동적 할당
• 측정 가능한 서비스 - 자원 사용량을 실시간으로 수집해 요금 산정

1.1.2 클라우드 컴퓨팅 구조

• 클라우드 서비스 관련 계층
  • 클라우드 서비스 계층 - 클라우드 구성 요소가 서비스로서 제공되는 형태 → IaaS, PaaS, SaaS
  • 클라우드 서비스 관리 계층 - 물리적 시스템 계층에서 제공되는 자원에 대한 전반적인 라이프사이클 관리와 모니터링 지원

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• 자원 활용 관련 계층
  • 프로비저닝 계층 - 프로비저닝(사용자의 요구에 맞게 시스템 자원을 할당, 배치, 배포해 두었다가 필요 시 시스템을 즉시 사용할 수 있는 상태로 미리 준비해 두는 것을 의미) ****→ 사용자 요구 신속히 충족
  • 가상화 계층 - 물리적 시스템 계층을 기반으로 가상화 → 민첩성 제공
  • 물리적 시스템 계층 - 서버 내 스토리지, 네트워크 등의 물리적 요소

1.2 컨테이너 기술과 도커

1.2.1 가상머신과 컨테이너

• 가상화: 하드웨어 기능을 시뮬레이션하여 서버, 스토리지, 네트워크 등 IT 서비스를 생성하는 소프트웨어 아키텍쳐 기술
• 최근 가상화 기술 트렌드
  • 하이퍼바이저를 이용한 가상 머신 - 호스트 운영체제 위에 가상화 소프트웨어 이용해 여러 게스트 OS를 구동
    • VMWare 등
    • 가상머신은 하드웨어 가상화에 해당함. → 각 게스트 OS는 운영체제로부터 독립 자원을 할당받음
  • 컨테이너를 이용한 도커 방식 - 물리적 공간 격리가 아닌 프로세스 격리해 경량의 이미지를 실행하는 컨테이너 기술
    • 컨테이너 기술: 리눅스 기술인 리눅스 컨테이너에서 출발(chroot, 네임스페이스, cgroup)
• 컨테이너 가상화는 프로세스 가상화 → 호스트 운영체제의 커널을 공유하고 그 위에 실행 파일 및 라이브러리, 기타 구성 파일 등을 이미지로 빌드(image build)해 패키지로 배포(image run)하는 방식

1.2.2 도커

💡 컨테이너는 최신 기술이 아니다. 도커는 기존 리눅스 컨테이너(LXC) 기술을 차용해 컨테이너 생성 및 배포를 위한 가상화 솔루션의 표준화로 자리 잡았다.

컨테이너

• 코드와 모든 종속성을 패키지화하는 표준 소프트웨어 단위 → 애플리케이션이 한 컴퓨팅 환경에서 다른 컴퓨팅 환경으로 빠르고 안정적으로 실행되도록 한다.

도커 컨테이너 이미지

• 애플리케이션이 실행하는데 필요한 모든 것(코드, 런타임, 라이브러리 등)을 포함하는 경량의 독립형 실행 가능 소프트웨어 패키지
• 도커 컨테이너 이미지는 도커 허브(링크)로부터 내려받거나 Dockerfile을 통해 생성해 도커 엔진을 이용해 실행하면 컨테이너 서비스가 된다.

도커의 주요 기능

1. LXC(리눅스 컨테이너)를 이용한 컨테이너 구동
   • 이미지 전송, 스토리지에서 컨테이너 실행 및 감독, 네트워크 연결 등 호스트 시스템 전체 컨테이너 라이프사이클 관리
2. 통합 빌드킷(Buildkit)
   • 빌드킷 → 도커 파일의 설정 정보를 이용해 도커 이미지를 빌드하는 오픈소스 도구
3. 도커 CLI 기반
   • CLI를 기반으로 도커 명령 수행

도커 사용을 위한 구성 요소

1. 도커 엔진
   1. 컨테이너, 이미지를 관리
2. 도커 허브
   • 컨테이너 서비스에 필요한 이미지 배포를 지원

도커 컨테이너 기술은 PaaS 서비스를 가능하게 하는 소프트웨어 개발환경을 제공.

• 단, 컨테이너 서비스에 대한 자동화 관리, 트래픽 라우팅, 로드 밸런싱 등을 쉽게 하려면 오케스트레이션(ex. 쿠버네티스) 기능이 추가로 요구된다.

그밖의 도커 구성 요소

• Docker Engine: 도커를 이용한 애플리케이션 실행 환경 제공을 위한 핵심 요소
• Docker Hub: 전세계 도커 사용자들과 함께 도커 컨테이너 이미지를 공유하는 클라우드 서비스
• Docker-compose: 의존성 있는 독립된 컨테이너에 대한 구성 정보를 YAML 코드로 작성해 일원화된 애플리케이션 관리를 가능하게 하는 도구
• Docker Kitematic: 컨테이너를 이용한 작업을 수행할 수 있는 GUI 제공
• Docker Registry: 도커 허브 사이트를 통해 공개된 레지스트리, 사내에 도커 컨테이너 이미지를 push/pull 할 수 있는 독립된 레지스트리 구축 시 사용
• Docker machine: 가상머신 프로그램 및 AWS EC2, MS Azure 환경에 도커 실행 환경을 생성하기 위한 도구
• Docker Swarm: 여러 도커 호스트를 클러스터로 구축해 관리하는 도커 오케스트레이션 도구

1.2.3 도커 맛보기: PWD

1. 도커 허브 사이트에 접속해 본인 계정 만들기

2. 본인 계정에 저장소를 만든다.

3. 도커 튜토리얼 사이트에 접속한다.

4. 도커 튜토리얼의 Play with Docker 설명에 있는 1번 URL 클릭한다. 화면 중앙에 [LOGIN]이 나오는데, 접속하면 [Start]로 뜬다.

5. 사이트에 접속하면 playground에 [ADD NEW INSTANCE]를 이용해 가상의 도커 터미널이 제공된다. 세션당 연습할 수 있는 제한 시간은 4시간이다.

6. PWD가 제공하는 작업 환경에서 간단히 도커를 갖고 놀아보자.

7. CentOS 7 버전이 필요한 상황을 가정한다. 아래와 같이 제공되는 터미널 환경에서 따라해본다.

 

docker image ls: 현재 환경에 이미지가 있는지 조회하는 명령어
docker ps: 현재 환경에 띄워져 있는 컨테이너가 있는지 조회하는 명령어