Kubernetes 실습(2)

2021-03-18 Docker Image 생성 및 배포과정 실습

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Summary

Docker에서 Dockerfile 을 이용해 Container image를 생성하고
어떻게 배포하는지 과정을 살펴본다.

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Docker Image 란?

• service 운영에 필요한 server program, source code 및 library, compile된 실행 파일을 묶는 형태,
  특정 process를 실행하기 위한 모든 file과 설정값을 지닌 것.
• 하나의 image는 여러 container를 생성할 수 있고, Container 삭제 시에도 이미지는 남아있음.
• docker image 들은 github와 유사한 DockerHub를 통해 형상관리 및 배포가 가능함.
• Image 생성 시, Dockerfile 이라는 파일로 이미지 생성.
• Dockerfile 에는 source와 함께 의존성 package 등 사용했던 설정 파일을 version 관리 하기 쉽게 명시됨.

Layer 란?

• Layer는 기존 image에 추가적인 파일이 필요할 때, 다시 삭제 후 새롭게 생성하는 방식이 아닌 해당 file을 추가하는 개념.
• Image는 여러 개의 Read-Only Layer로 구성되어 있고, file이 추가되면 새로운 RW layer가 생성됨. (생성된 RW layer는 작업 완료 후 반영하여 version update 시 RO layer로 바뀐다.)
• 여러 개의 Layer를 묶어, 하나의 file-system 으로 사용할 수 있게 해줌.

Read Write Layer (Container Layer)

• 변경 가능함.
• Image Layer에서 추가적으로 작업이 이루어지는 Layer.
• 추가적 작업이 끝나면 Image Layer(RO layer)로 만들 수 있음.

Read Only Layer (Image Layer)

• 설정값을 변경할 수 없는 Layer.
• Container가 생성되기 전, 필요 구성 요소를 갖춘다.

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Docker 명령어

• docker ps 실행중인 Container들을 확인. (-a option : 종료된 container들까지 확인 가능.)
• docker image ls or docker images Local repository에 존재하는 docker image들 확인.
• docker search [image] DockerHub에 있는 image 검색.
• docker create [option] [image명] 컨테이너 생성.(image가 저장소에 있어야만 가능)(생성만 함. run은 생성하고 실행까지.)(--name option : container에게 별칭 부여)
• docker start [option] [container 별칭 or container ID] 컨테이너 실행.
• docker stop [container ID] 컨테이너 종료.
• docker attach [option] [container 별칭] 실행되고 있는 container에 접근할 때 사용.
• docker run [option] [container 별칭 or container ID] 이미지가 존재하지 않으면 DockerHub에서 image pull 한 뒤, 컨테이너를 실행시킨다.
  option :
  • -i : container의 표준 입출력을 사용.
  • -t : 단말 device를 사용.
  • -d : container를 생성하고 background 에서 실행.
• docker build --tag "[태그명]" [dockerfile 위치] dockerfile 을 이용하여 image 생성.
• docker exec [option] container명 command 주로 동작중인 container shell에 접근할 때 사용. (ex: docker exec -it 컨테이너명 /bin/bash)
• docker rm container명 Container를 삭제.
• docker rmi container이미지명 Container image를 삭제.
  (docker rmi $(docker images -f "dangling=true" -q) : 과 같이 오류로 image명이 없는 것들을 삭제.)
• docker logs container명 Container에 문제가 생겼을 경우, 확인하는 log.
  
  

Dockerfile 문법

• FROM : 새로운 build 단계를 준비하고, 다음 명령어들의 기본 image 를 지정.
  FROM [--platform=<platform>] <images> [AS <name>]
• ARG : Dockerfile 에서 FROM 앞에 올 수 있는 유일한 명령어.
  ARG 명령어로 선언된 변수를 사용할 수 있음.
• RUN : 현재 image의 위인 새 Layer(Container layer, RW layer) 에서 실행됨.
  실행된 후 결과를 커밋하고 커밋된 image의 결과물은 Dockerfile의 다음 step에서 사용됨.
  RUN <command> (기본적으로 linux 에서는 /bin/sh 로 실행.)
  RUN ['executable', 'param1', 'param2']
• CMD : 실행 중인 Container에 기본 환경을 제공하기 위함. Dockerfile에서 단 하나의 CMD 명령어만 존재 가능하다.
  CMD ['executable', 'param1', 'param2']
CMD ['param1', 'param2']
CMD command param1 param
• LABEL : image 에 metadata를 추가함. (Key-Value)
• EXPOSE : Docker에게 Container가 Runtime에서 어떤 network port에 대기중인지 알려줌. Container를 실행할 때 -p flag로 expose 된 port를 개방.
• ENV : 환경 변수를 Key-Value로 설정.
  ENV <key> <value>
ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>
• ADD : 새 file, directory, remote file의 URL주소 등 로 받고 image의 파일 system의 에 추가.
  ADD [--chown=<user>;<group>]<src>...<dest>

DockerHub Image Pull, Push

• Push
  1. DockerHub login docker login
  2. Docker Image tag 걸기 docker tag [이미지명] [DockerHub ID]/[repository 명]:[태그명]
  3. Docker Image Push docker push [DockerHub ID]/[repository 명]:[태그명]
• Pull
  Docker Image Pull docker pull [DockerHub ID]/[repository 명]:[태그명]
  
  

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실습(1)

Nginx Web Server 구축

• Nginx image pull
  docker pull nginx
• image 확인
  docker images | grep nginx

{: width="60%" height="60%"}

• Container 이름을 nginx-test 로 정한 후 port 80 으로 가동.
  docker run --name nginx-test -d -p 8080:80 nginx (-d : run background, -p : publish (port 지정))
• nginx-test Container 실행 확인
  docker ps | grep nginx
• nginx-test Container 상태 확인
  docker stats nginx-test --no-stream (--no-stream : 상태 한번 띄우고 종료.(not waited))

• Web Server 확인
  curl http://localhost:8080

• Web server Container 접속
  docker exec -it nginx-test /bin/bash
• Web Server Container의 index file 확인. (index file 위치 : /usr/share/nginx/html)
  cat /usr/share/nginx/html/index.html

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실습(2)

Web Container 생성

test directory 생성 후, time.py, Dockerfile, requirement file 작성. (기능 : 현재 시간을 반환해주는 web server)

time.py

from flask import Flask, request
import datetime

app = Flask(__name__)

def get_cur_time():
    return str(datetime.datetime.now()) + "\n"

@app.route("/",methods=["POST", "GET"])
def main():
    if request:
        return get_cur_time()

if __name__ == "__main__":
    app.run(host='0.0.0.0', port=8888, threaded=True)

Dockerfile

FROM centos:7

RUN yum update -y && yum install -y python3 \
python3-pip

COPY ./requirement.txt /app/requirement.txt

WORKDIR /app

RUN python3 -m pip install pip --upgrade

RUN pip3 install -r requirement.txt

COPY . /app

CMD ["python3","time.py"]

requirement.txt

flask

Web Container Dockerfile 생성

• test directory 확인

• Docker Image build
  docker build --tag time:1.0 . (--tag option으로 이미지명 뒤에 : 을 붙여 version을 명시할 수 있음.) (명시하지 않으면 자동으로 latest로 설정됨.)

• 만들어진 Docker image 확인
  docker images | grep time
• 만들어진 image 로 docker Conatiner 생성.
  docker run --name time-web -d -p 8888:8888 time:1.0
• docker Conatiner 확인
  docker ps | grep time (만약, ps에서 안뜨고 ps -a (종료된 상태) 로 검색된다면 오류. docker logs를 살펴보거나 test directory 하위 파일들의 문법오류를 check.)
• Web Container 작동 확인
  curl http://127.0.0.1:8888

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마무리

정리해보자면,
1. docker build --tag 이미지명:version . 으로 이미지를 생성.(현재 test dir 의 Dockerfile, time.py, requirement.txt 를 기반으로)
2. docker run 해서 docker 이미지 기반으로 container가 실행됨.
3. docker ps | grep 컨테이너명 으로 잘 돌아가고 있는지 확인.
4. curl http://127.0.0.1:8888 으로 time-web 컨테이너의 작동을 직접 확인.

잘 되지 않는 경우 docker logs 컨테이너명 으로 로그 확인하여 에러 해결.

다음시간에는, 만든 image를 DockerHub 에 배포하고 Kubernetes를 통해 다른 Worker node에 배포해 보는 작업을 해 볼 것이다.