Docker 학습 Week 2

손성수·2023년 6월 6일

Docker란 무엇인가?

제목

  • docker란?
    • django, db, web server 등 다양한 어플리케이션을 컨테이너 환경에서 테스트 및 배포할 수 있는 소프트웨어 플랫폼입니다.
    • 컨테이너 환경은 가상 머신(Virtual machine)에서 사용되는 가상 환경과 비슷하지만 다른 구조를 가지고 있습니다.
  • docker를 사용하는 이유
    • docker를 사용할 경우 다양한 어플리케이션을 쉽고 빠르게 배포할 수 있습니다.
    • 컨테이너는 각각 독립적인 환경에서 구동되기 때문에 안정적인 운영이 가능합니다.
    • docker 이미지를 통해 동일한 환경을 가진 컨테이너를 쉽게 생성하고 관리할 수 있습니다.
  • docker 이미지란?
    • 가상 머신에서 윈도우를 설치할 때, 윈도우 ISO를 사용해 설치하는 것처럼 docker 컨테이너는 docker 이미지를 기반으로 생성됩니다.
    • 이미지는 docker 컨테이너가 생성될 때 실행되는 실행파일, 설정 등을 가지고 있습니다. 예를 들어, docker postgresql 이미지는 컨테이너가 실행됐을 때 postgresql을 실행시키기 위한 패키지들이 기본적으로 설치되어 있습니다.

기초 실습

컨테이너 생성과 활용 방법

  • docker 패키지 설치
    sudo apt install docker.io -y
# 만약 아래와 같은 에러가 발생한다면
# E: Package 'docker.io' has no installation candidate
# sudo apt update 명령어 실행 후 docker 패키지를 다시 설치해주세요
  • docker 설치 확인
    sudo docker --version # 도커 버전이 출력되는지 확인합니다.
# Docker version 20.10.12, build 20.10.12-0ubuntu2~20.04.1 - 정상
# command not found: docker 와 같은 문구가 출력될 경우 docker가 설치되었는지 확인해야 합니다.
  • docker 컨테이너 생성하기
    sudo docker run -d -p 80:80 httpd:latest
# run : 이미지를 사용해 컨테이너를 실행시킵니다.
# -d : 컨테이너를 데몬(백그라운드)으로 실행시킵니다.
# 80:80 : 80번 포트로 접속했을 때 컨테이너에 접근할 수 있도록 포트포워딩 설정을 해줍니다.
# httpd:latest : httpd의 가장 최신 이미지를 사용해 컨테이너를 생성합니다.
  • 실행중인 컨테이너 확인하기
    sudo docker ps # 실행중인 컨테이너 목록 확인하기
# CONTAINER ID : 컨테이너가 가지고 있는 고유한 id
# IMAGE : 컨테이너가 생성될 때 사용된 이미지
# COMMAND : 컨테이너가 생성될 때 실행되는 명령어
# CREATED : 생성 후 경과 시간
# STATUS : 컨테이너 상태
# PORTS : 사용중인 포트

sudo docker ps -a
# -a : 중지된 컨테이너 목록까지 포함해서 모두 확인하기
  • 다운받은 이미지 확인하기
    sudo docker images
# REPOSITORY : 이미지 저장소 이름
# TAG : 이미지 버전
# IMAGE ID : 이미지의 고유한 id
# CREATED : 이미지 생성일(마지막 업데이트 일)
# SIZE : 이미지 용량
  • 컨테이너 내부로 들어가보기
    sudo docker exec -it $container_id /bin/bash
# $containser_id : sudo docker ps를 쳤을 때 확인되는 container_id를 입력합니다.
# /bin/bash : 컨테이너에 접속할 때 사용되는 쉘을 입력합니다.
# 이미지에 따라 /bin/bash라는 쉘이 존재하지 않을 수 있는데, 이 경우에는 /bin/sh를 사용해 접속합니다.

docker-compose

docker-compose란?

💡 docker-compose는 docker 2개 이상의 컨테이너를 더욱 간편하게 관리하기 위해 사용되는 툴입니다.

  • docker-compose를 사용할 때에는 docker-compose.yml (혹은 .yaml)이라는 파일에 컨테이너에서 사용 될 이미지, 옵션 등을 작성한 후 사용하게 됩니다.

  • 이를 통해 docker 명령어만 사용할 때보다 여러 컨테이너를 더 간편하고 직관적으로 컨테이너를 관리할 수 있습니다.
  • docker-compose 설치하기
    sudo mkdir -p /usr/lib/docker/cli-plugins
# /usr/lib/docker 경로에 cli-plugins라는 디렉토리를 생성합니다.
# -p : 만약 상위 디렉토리가 없다면 함께 생성합니다. 
sudo curl -SL https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.11.2/docker-compose-linux-x86_64 -o /usr/lib/docker/cli-plugins/docker-compose
# github에 release 된 docker-compose 파일을 /usr/lib/docker/cli-plugins/ 경로에 다운로드 받습니다.
# v2.11.2는 docker-compose의 버전이며, 최신 버전은 [여기](https://github.com/docker/compose/releases)서 확인 가능합니다.
ls -l /usr/lib/docker/cli-plugins/
# docker 파일 확인
sudo chmod +x /usr/lib/docker/cli-plugins/docker-compose
# 다운받은 docker-compose 파일에 실행 권한을 부여해 줍니다.
sudo docker compose version
# docker-compose가 정상적으로 설치되었는지 확인합니다.
# Docker Compose version v2.11.2 정상적으로 설치 된 경우 버전이 출력됩니다.
  • 문제 해결
    sudo curl 사용중 마주한 에러


    error : bash: sudo: command not found
    solution : apt-get update && \ apt-get -y install sudo


    error : sudo: curl: command not found
    solution : sudo apt install curl

docker-compose를 사용할 때 주의해야 할 점

  • docker-compose는 실행할 때 사용자가 작성한 docker-compose.yml 파일의 내용에 맞게 컨테이너를 설정하고 실행하게 됩니다.

  • 때문에 docker-compose.yml 파일이 존재하지 않는 경로에서 docker compose 명령어를 실행시킬 경우 다음과 같은 에러가 발생할 수 있습니다.

컨테이너 생성

docker-compose로 컨테이너 생성하기

  • docker 컨테이너 삭제하기
sudo docker ps -a # docker에 존재하는 컨테이너 목록을 확인합니다.
# CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND              CREATED        STATUS        PORTS                               NAMES
# 54445308314d   httpd:latest   "httpd-foreground"   23 hours ago   Up 23 hours   0.0.0.0:80->80/tcp, :::80->80/tcp   sweet_engelbart
    
sudo docker rm -f $container_id # 컨테이너의 실행중 여부와 관계 없이 강제로 삭제합니다.

  • docker-compose.yml 작성해보기

    # bash
vi docker-compose.yml
    #yaml
version: '3.8' # docker-compose.yml에 사용될 문법 버전을 정의합니다.

services:
  example: # 서비스 이름을 지정합니다. 서비스 이름은 컨테이너끼리 통신할 때 사용됩니다.
    container_name: example # 컨테이너 이름을 지정합니다.
    image: 'httpd:latest' # 컨테이너를 생성할 때 사용될 이미지를 지정합니다.
    restart: always # 컨테이너가 종료됐을 때 다시 실행시켜 줍니다.

  • 컨테이너 실행시켜보기

# docker compose 명령어는 docker-compose.yml 파일이 존재하는 자리에서 실행해야 합니다.    
sudo docker compose up -d
# up : docker-compose.yml 파일을 읽어 정의된 서비스들을 실행시킵니다.
# -d : 컨테이너를 데몬(백그라운드)으로 실행시킵니다.
  • 컨테이너 중지시키기
sudo docker compose stop
# 컨테이너 중지
sudo docker compose start
# 컨테이너 실행
sudo docker compose down
# 컨테이너 삭제
sudo docker compose up -d
# 컨테이너 다시 살리기
# 삭제하고 난뒤 컨테이너의 ID값은 변경된다.

포트 포워딩 설정

컨테이너 포트 포워딩 설정하기

포트 포워딩(port forwarding)이란?


💡 db, web, ssh 등 다양한 서비스는 기본적으로 가지고 있는 포트 번호가 존재합니다.

  • 포트 번호 예시
    - http : 80
    - https : 443
    - postgresql : 5432
    - django : 8000
    - ssh : 22


    포트 포워딩이라는 이름과 같이, 외부에서 서버의 특정 포트에 접근했을 때 지정한 서비스로 전달해 주는 것을 의미합니다.


    예를 들어 특정 컨테이너의 포트포워딩 설정을 80:8000과 같이 해줬다면, 외부에서 80 포트로 접속했을 때 해당 컨테이너의 8000번 포트로 접속하겠다는 의미입니다.


    ※ 웹 브라우저에서 naver.com과 같은 사이트에 접근할 때 https://www.naver.com과 같은 주소로 접근하게 되는데, http 프로토콜은 기본적으로 80 포트를 사용하고 https 프로토콜은 443 포트를 사용하게 되며 이는 웹 브라우저에 주소를 입력할 때 생략됩니다.

  • docker-compose.yml

    version: '3.8' # docker-compose.yml에 사용될 문법 버전을 정의합니다.

services:
  example: # 서비스 이름을 지정합니다. 서비스 이름은 컨테이너끼리 통신할 때 사용됩니다.
    container_name: example # 컨테이너 이름을 지정합니다.
    image: 'httpd:latest' # 컨테이너를 생성할 때 사용될 이미지를 지정합니다.
    ports: # 포트포워딩을 설정해줍니다.
     - 80:80 # 외부에서 80 포트로 접속했을 때 컨테이너의 80 포트로 연결해줍니다.
    restart: always # 컨테이너가 종료됐을 때 다시 실행시켜 줍니다.

  • 컨테이너 실행시켜보기

    sudo docker compose up -d
  • 컨테이너 로그 확인하기
    💡 docker로 앱을 배포하다 보면 배포가 정상적으로 되고 있는지 정상적으로 확인해야 하는 경우가 있습니다. 이 때, docker compose logs 명령어를 사용해 컨테이너가 정상적으로 동작하는지 확인할 수 있습니다.
sudo docker compose logs
  • 이 때, -f 옵션을 추가하면 컨테이너가 동작하며 발생하는 로그를 실시간으로 확인할 수 있습니다.
sudo docker compose logs -f
  • -f 옵션을 사용한 경우 ctrl+c를 입력해 탈출할 때까지 해당 컨테이너의 로그를 실시간으로 출력합니다.

volume을 사용해 데이터 보존하기

🔑 docker 컨테이너는 컨테이너가 종료될 때 변경된 데이터는 모두 초기화 된다는 특징을 가지고 있습니다. volume 옵션을 사용해 데이터를 보존시키는 방법을 알아보겠습니다.

  • volume을 사용하지 않으면 어떻게 될까?
    docker container 내부로 접근해서 테스트용으로 띄운 컨테이너에 접속했을 때 보여지는 문구를 변경해 보도록 하겠습니다.
  • 우선, 컨테이너에 접속합니다.
sudo docker exec -it example /bin/bash

※ docker container에 접속할 때 container id 대신 container name을 사용할 수도 있습니다. example이라는 이름은 docker-compose.yml에서 container_name으로 지정한 명칭입니다.

  • 이후 test라는 문구를 추가해보겠습니다.
echo "test" >> /usr/local/apache2/htdocs/index.html

컨테이너 안에서 해당 명령어를 실행한 후 웹 브라우저에서 다시 접속해보면 test라는 문구가 추가된 것을 확인할 수 있습니다.

  • exit 명령어를 사용해 컨테이너에서 나간 후
sudo docker compose down
sudo docker compose up -d

위 명령어를 사용해 컨테이너를 재시작 시키면, 조금 전 추가한 test라는 문구가 사라지는 것을 확인할 수 있습니다.


  • volume이 해주는 역할
    volume은 컨테이너에 저장되는 데이터의 일부를 host와 공유해 주는 역할을 합니다.


    host에 저장 된 데이터는 사용자가 직접 삭제하지 않는 이상 계속해서 유지되며,
    때문에 컨테이너가 종료된다 하더라도 데이터는 유실되지 않습니다.
    이와 같은 특성 덕분에, volume은 컨테이너 내부에서 변경되는 내용들을 유지해야 할 때 주로 사용됩니다.
  • docker volume 종류
    docker volume의 종류는 docker volume, bind mount, tmpfs mount방식이 있으며 docker volume 방식이 주로 사용됩니다.

  • docker volume
    - docker 엔진이 관리하는 volume을 생성하는 방식입니다.
    - docker volume 방식을 사용해 생성된 volume은 host의 /var/lib/docker/volumes/ 경로에 저장됩니다.
    - docker에서 가장 권장하는 방식입니다.

  • bind mount
    - docker volume 방식과 매우 유사합니다.
    - docker container를 생성할 때 사용자가 지정한 경로에 데이터가 저장됩니다.
    - docker 엔진의 관리를 받지 않는 영역이기 때문에 사용자가 직접 파일을 추가/수정/삭제 할 수 있다는 특징이 있습니다. docker 공식 문서에서는 이러한 특징으로 인해 운영에 영향을 미칠 수 있기 때문에 유사한 기능인 docker volume 방식을 사용하는 것을 권장하고 있습니다.

  • tmpfs mount
    • 기존의 방식들이 ssd 혹은 hdd와 같은 저장장치에 데이터를 저장한다면, tmpfs mount 방식은 휘발성 메모리인 RAM에 데이터를 저장합니다.
    • 파일로 저장하면 안 되는 민감한 정보를 다룰 때 사용됩니다.

언제 어떤 방식의 volume을 사용해야 할까?

  • 각각의 방식들은 장/단점이 있기 때문에 필요에 맞게 사용해야 합니다.
    - docker volume은 주로 컨테이너간 파일을 공유하거나 중요도가 높은 파일들을 사용자가 쉽게 수정/삭제 하지 못하도록 할 때 주로 사용합니다.


    - bind mount는 설정파일 혹은 소스코드를 프로젝트와 서버가 공유할 때 주로 사용됩니다.
- tmpfs mount는 많은 양의 데이터를 임시로 저장할 때, 혹은 보안적으로 중요한 데이터를 저장할 때 주로 사용됩니다.
- 자세한 내용은 [docker 공식 문서](https://docs.docker.com/storage/#good-use-cases-for-volumes)에서 확인할 수 있습니다.
  • docker-compose.yml (bind mount)
    version: '3.8' # docker-compose.yml에 사용될 문법 버전을 정의합니다.

services:
  example: # 서비스 이름을 지정합니다. 서비스 이름은 컨테이너끼리 통신할 때 사용됩니다.
    container_name: example # 컨테이너 이름을 지정합니다.
    image: 'httpd:latest' # 컨테이너를 생성할 때 사용될 이미지를 지정합니다.
    ports: # 포트포워딩을 설정해줍니다.
      - 80:80 # 외부에서 80 포트로 접속했을 때 컨테이너의 80 포트로 연결해줍니다.
    volumes: # volume을 성정해줍니다.
      - ./example_http_code/:/usr/local/apache2/htdocs/ # 정의한 volume의 mount할 경로를 지정합니다.
    restart: always # 컨테이너가 종료됐을 때 다시 실행시켜 줍니다.
  • docker-compose.yml (docker volume)
    version: '3.8' # docker-compose.yml에 사용될 문법 버전을 정의합니다.

volumes:
  example_http_code: {} # docker volume을 정의합니다.

services:
  example: # 서비스 이름을 지정합니다. 서비스 이름은 컨테이너끼리 통신할 때 사용됩니다.
    container_name: example # 컨테이너 이름을 지정합니다.
    image: 'httpd:latest' # 컨테이너를 생성할 때 사용될 이미지를 지정합니다.
    ports: # 포트포워딩을 설정해줍니다.
      - 80:80 # 외부에서 80 포트로 접속했을 때 컨테이너의 80 포트로 연결해줍니다.
    volumes: # volume을 성정해줍니다.
      - example_http_code:/usr/local/apache2/htdocs/ # 정의한 volume의 mount할 경로를 지정합니다.
    restart: always # 컨테이너가 종료됐을 때 다시 실행시켜 줍니다.
  • volume 설정 확인하기
    docker-compose.yml에서 volume을 정의하고 실행했다면, docker volume 명령어를 사용해 volume의 목록과 설정을 확인할 수 있습니다.
  • volume 목록 보기
sudo docker volume ls
  • volume의 이름으로 설정 정보 확인하기
sudo docker volume inspect $volume_name
ex) sudo docker volume inspect ubuntu_example_http_code

이와 같이 docker volume을 설정해 준다면 해당 경로에서 작업하는 내용은 host의 저장소에 남아 데이터 손실 없이 작업할 수 있습니다.


사용하지 않는 docker volume 삭제하기

  • docker compose down 혹은 docker rm 명령어로 컨테이너를 삭제해도, docker volume은 삭제되지 않고 남아있게 됩니다.

  • 이러한 데이터들이 지속적으로 쌓일 경우 불필요한 리소스 낭비가 생길 수 있어 주기적으로 정리해주는 습관을 들이는게 좋습니다.


    아래 명령어를 활용해 사용되지 않는 docker volume들을 일괄적으로 삭제할 수 있습니다.
sudo docker volume prune

이미지 직접 빌드하기

Dockerfile을 활용해 직접 이미지를 빌드하는 방법을 알아보겠습니다.

  • Dockerfile 이란?
  • docker 의 이미지를 직접 생성하기 위한 용도로 작성하는 파일입니다.

  • Dockerfile을 작성할 때는 기본이 되는 이미지를 지정한 후, 특정 패키지를 설치하거나 파일을 추가하는 등의 작업을 통해 사용자가 직접 이미지를 빌드하고 사용할 수 있습니다.
  • Dockerfile은 언제 사용되나요?
    사용자가 개발한 프로젝트 혹은 설정파일 등을 이미지에 포함시키거나 이미지에 기본적으로 특정 패키지를 설치하고싶을 때 등 다양한 용도로 사용됩니다.

  • 예를 들어 docker에서 django를 배포한다고 가정 했을 때, 기본 python 이미지를 불러온 후 django 패키지를 pip install 한 후 이미지를 생성하게 됩니다.

  • 이번 예제에서는 원하는 html 파일을 컨테이너 이미지에 집어넣는 방법을 알아보도록 하겠습니다.
  • Dockerfile 작성하기
# 빌드할 때 사용할 이미지를 지정해줍니다.
FROM httpd:latest
# 현재 경로에 존재하는 index.html 파일을 컨테이너 내부로 복사합니다.
COPY ./index.html /usr/local/apache2/htdocs/index.html
  • docker-compose.yml
    version: '3.8' # docker-compose.yml에 사용될 문법 버전을 정의합니다.

services:
  example: # 서비스 이름을 지정합니다. 서비스 이름은 컨테이너끼리 통신할 때 사용됩니다.
    container_name: example # 컨테이너 이름을 지정합니다.
    build: . # 현재 경로에 있는 Dockerfile을 사용해 이미지를 생성합니다.
    ports: # 포트포워딩을 설정해줍니다.
      - 80:80 # 외부에서 80 포트로 접속했을 때 컨테이너의 80 포트로 연결해줍니다.
    restart: always # 컨테이너가 종료됐을 때 다시 실행시켜 줍니다.

index.html을 직접 만들고 docker 실행해보기

  • index.html을 직접 만들고, 직접 만든 파일이 포함된 이미지를 빌드해 보겠습니다.
  • Dockerfile을 작성할 때 ./index.html 파일을 복사하도록 지정해 줬기 때문에, 동일한 이름으로 해당 파일을 생성하고 편집합니다.
    vi index.html # 내용 추가
sudo docker compose up --build -d

Dockerfile로 빌드된 이미지가 없을 경우, --build 옵션을 추가하지 않더라도 이미지를 빌드 하게 됩니다. 하지만, 기존에 빌드된 이미지가 있을 경우에는 새로 빌드하지 않고 기존에 빌드 된 이미지를 사용합니다. 때문에, Dockerfile을 수정하고 이미지를 새로 빌드해야 할 때는 --build 옵션을 추가해서 사용해야 합니다.


09. entrypoint 활용해보기

🔑 entrypoint를 활용해 컨테이너가 생성될 때 실행할 명령어를 지정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
  • entrypoint란? 💡 docker 컨테이너가 생성될 때 기본적으로 실행 할 명령어를 지정해 주는 옵션입니다. 예를 들어, 데이터베이스를 실행시키기 위해 만든 이미지는, 컨테이너가 생성될 때 데이터베이스 서비스를 실행시켜야 합니다. 이 때 사용되는 옵션이 entrypoint입니다. entrypoint는 Dockerfile과 docker-compose.yml 모두 작성할 수 있습니다. 만약 Dockerfile, docker-compose.yml 모두 entrypoint가 작성되어 있다면 Dockerfile의 entrypoint는 무시되고 docker-compose.yml의 명령어가 우선적으로 수행됩니다.
  • Dockerfile
    FROM python:3.9.15

# .pyc 파일을 생성하지 않도록 설정합니다.
ENV PYTHONDONTWRITEBYTECODE 1

# 파이썬 로그가 버퍼링 없이 즉각적으로 출력하도록 설정합니다.
ENV PYTHONUNBUFFERED 1

# /app/ 디렉토리를 생성합니다.
RUN mkdir /app/

# /app/ 경로를 작업 디렉토리로 설정합니다.
WORKDIR /app/

# main.py 파일을 /app/ 경로로 복사합니다.
COPY ./main.py /app/
  • docker-compose.yml
    version: '3.8' # docker-compose.yml에 사용될 문법 버전을 정의합니다.

services:
  example: # 서비스 이름을 지정합니다. 서비스 이름은 컨테이너끼리 통신할 때 사용됩니다.
    container_name: example # 컨테이너 이름을 지정합니다.
    build: . # 현재 경로에 있는 Dockerfile을 사용해 이미지를 생성합니다.
    entrypoint: sh -c "python3 main.py" # 작업 디렉토리에 존재하는 main.py 파일을 실행시킵니다.
    restart: always # 컨테이너가 종료됐을 때 다시 실행시켜 줍니다.
  • 임의의 파이썬 파일을 만들어서 실행해보기
    vi 편집기를 사용해 실행시킬 python 파일을 만들고, entrypoint를 사용해 컨테이너에서 실행시켜 보겠습니다.


    vi 편집기로 main.py 파일을 열고 수정해보겠습니다.


    vi main.py
from time import sleep
for i in range(100):
	print(f"print number : {i}")
	sleep(1)

코드 작성 후 esc → :wq 를 입력해 파일을 저장하고 컨테이너를 생성합니다.

sudo docker compose up --build -d

이후 logs 명령어를 사용해 작성 한 print문이 정상적으로 출력되는지 확인합니다.

sudo docker compose logs -f

컨테이너를 두 개 이상 띄워보기

🔑 docker-compose.yml에서 두 개 이상의 컨테이너를 정의하고 생성하는 방법을 알아보겠습니다.

주의사항
컨테이너가 1개일 때와 2개 이상일 때 docker-compose.yml을 작성하는 방법은 기존과 크게 다르지 않습니다.

  • 다만, ports 혹은 서비스 이름 등 중복되면 안되는 몇몇 옵션이 존재하기 때문에 중복되는 값이 있는지 확인해야 하며 만약 특정 값이 중복되어 들어간다면 컨테이너가 정상적으로 생성되지 않거나 생성하는 과정에서 에러가 발생할 수 이


    아래 예제에서는 이전에 강의에서 생성했던 Dockerfile을 사용합니다.
  • docker-compose.yml
    version: '3.8'

services:
  example1:
    container_name: example1
    image: 'httpd:latest'
    ports:
      - 80:80
    restart: always
    
  example2: # 서비스 이름이 동일하면 컨테이너가 정상적으로 생성되지 않을 수 있습니다.
    container_name: example2 # 컨테이너 이름이 동일하면 컨테이너 생성 시 에러가 발생합니다.
    build: .
    entrypoint: sh -c "python3 main.py"
    restart: always

컨테이너 생성해 보기
docker-compose.yml 작성 이후 컨테이너를 실행시켜 보면 두 개의 컨테이너가 실행되는 것을 확인할 수 있습니다.

sudo docker compose up
  • depends_on을 사용해 컨테이너 실행 순서 바꿔보기
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