Docker & Kubernetes

• 작성자: J159_이진우

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I. 서론

A. 문서를 작성하게 된 계기

나는 8월 31일부터 현재까지 네이버 부스트캠프 웹/모바일 7기 웹풀스택 멤버십 과정에서 학습을 진행하고 있다. 2주 전 부터 그룹프로젝트를 진행하고 있고, 나는 백엔드 개발을 담당하게 되었는데, 우리 그룹의 그라운드룰로 1주일에 1개 이상의 기술 문서를 작성하기로 하였다.

B. 프로젝트 소개

우리 그룹은 ‘부끄럼’이라는 프로젝트를 진행하게 되었는데, ‘부끄럼’은 애자일 기법 중 한 종류인 스크럼을 도와주는 도구이다. 스크럼을 온라인에서 처음 진행하게 되면 각 활동에서 무엇을 해야할지 고민하게 되고, 그 과정에서 답답함과 어려움을 느낄 수 있다. 그렇기 때문에 우리 그룹은 스크럼을 진행하는데에 도움을 줄 수 있는 협업툴을 만들기로 하였다.

C. 주제 선정 계기

부스트캠프에서 다양한 활동과 경험을 하면서 다른 캠퍼들이 Docker와 Kubernetes를 프로젝트에 도입하는 것을 보게 되었고, ‘우리 프로젝트에도 도입할 수 있을까?’라는 생각이 들어서 우리 프로젝트에 도입하기 전에 각각에 대해 알아보기로 하였다.

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II. 본론

A. 리눅스 컨테이너

1. 리눅스 컨테이너란

• Linux 기반의 기술의 일종
• 필요한 라이브러리와 애플리케이션을 모아서 마치 별도의 서버처럼 구성한 것
• 컨테이너를 이루는 네트워크 설정, 환경 변수 등의 시스템 자원은 각 컨테이너가 독립적으로 소유함

2. 리눅스 컨테이너의 특징

• 프로세스의 구획화
  • 특정 컨테이너에서 작동하는 프로세스는 기본적으로 그 컨테이너 안에서만 액세스할 수 있다.
  • 컨테이너 안에서 실행되는 프로세스는
• 네트워크의 구획화
  • 기본으로 컨테이너 하나에 IP 주소가 할당되어 있음
  • 하나의 컴퓨터가 하나의 IP 주소를 갖는 것을 극복함
• 파일 시스템의 구획화
  • 컨테이너 안에서 사용되는 파일 시스템은 구획화되어 있음
  • 해당 컨테이너에서의 명령이나 파일 등의 엑세스를 제한할 수 있음

B. Docker

1. Docker란

Go언어로 작성된 리눅스 컨테이너 기반으로 하는 오픈소스 가상화 플랫폼이다. DOcker를 통해 애플리케이션 실행 환경을 코드로 작성할 수 있고 이를 통해 OS를 공유, 격리화하여 관리할 수 있다.

2. 컨테이너의 공유자원과 격리자원

• 공유 자원
  • CPU 성능 (하드웨어)
  • 메모리 (하드웨어
  • 리눅스 커널 (호스트 OS)
• 격리 자원
  • 네트워크 (IP, PORT)
  • 파일
  • 프로세스

3. Docker를 사용하는 이유

• 환경 표준화를 통한 생산성 향상
  • 개발하려고 하는 여러 애플리케이션을 구동하는 운영체제가 다르다면 환경에 따라 조금씩 변경해야하는 부분이 있을 수 있음
  • 환경이 다르다면 개발자들이 조정할 문제가 수도 없이 생기며, 수작업으로 환경을 맞추는 일은 굉장히 번거로운 일
  • 다양한 환경에서 애플리케이션이 돌아가도록 빌드하고 테스트를 수행하기 위해선 그만큼의 비용이 발생
  • 도커는 환경까지 패키징해서 줄 수 있음 ⇒ 생산성 향상
• 환경 구성 코드 제공을 통한 생산성 향상
  • 개발된 애플리케이션을 내 컴퓨터에 설치해 사용하고자 할 때, ‘내 컴퓨터’ 혹은 ‘내 사용 목적’에만 맞는 설정이 따로 필요할 수 있음
    • 환경 변수, 방화벽 설정, 사용자 권한 설정, PORT 설정
  • 다양한 설정 작업을 수작업으로 하게 된다면, 많은 시간이 걸리 뿐만 아니라 설정 간에 간섭이 일어나 프로그램이 멈출 수도 있음
  • 개발과 실행에 대한 환경 설정이 코드로 정해져 있다면, 이런 고민으로부터 벗어날 수 있음
• 리소스 격리성을 통한 응용 프로그램 + 실행 환경 분리
  • 리소스 격리성 : 실제로는 하나의 컴퓨터를 사용하지만, 여러 개의 컴퓨터를 사용하는 것처럼 IP와 PORT 등을 다르게 설정하는 방법
    • 리소스 격리성을 제공하는 기술로는 가상 머신(Virtual Machine), 도커 등이 있음
  • A 응용 프로그램과 B 응용 프로그램이 있을 때 두 프로그램 모두 node.js 런타임이 필요하지만 A는 14버전, B는 16버전이 필요할 경우
    • 각각의 응용 프로그램과 응용 프로그램의 환경을 격리 시킬 수 있음

C. Kubernetes

1. Kubernetes란

‘컨테이너 오케스트레이션 툴’. 컨테이너 역시 그 수가 많아지게 되면, 관리와 운영에 있어서 어려움이 따르게 되는데, 컨테이너 오케스트레이션은, 이러한 다수의 컨테이너 실행을 관리 및 조율하는 시스템이다. 오케스트레이션 엔진을 통해, 컨테이너의 생성과 소멸, 시작 및 중단 시점 제어, 스케줄링, 로드 밸런싱, 클러스터링 등 컨테이너로 어플리케이션을 구성하는 모든 과정을 관리할 수 있다.

2. Kubernetes 특징

• 자동화된 복구 (Self-healing)
  • 컨테이너들을 모니터링하며, 컨테이너 중 하나라도 죽으면 쿠버네티스는 그것을 빠르게 재시작시킴
• 로드 밸런싱 (Load balancing)
  • 만약 엄청난 수의 사용자로 인해 갑작스럽게 트래픽이 발생했지만 애플리케이션이 준비가 되지 않았을 경우, 쿠버네티스가 자동으로 컨테이너들을 만들 수 있음
• 무중단 서비스 (Fault tolerance)
  • 기존 기업에서는 서버 업데이트를 위해서 사용자들이 잠든 새벽 시간을 활용하거나, 긴급 점검의 형태로 서비스를 일시 중단해왔음
  • 쿠버네티스는 점진적 업데이트를 제공하기 때문에, 서비스를 중단하지 않고도 애플리케이션을 업데이트 할 수 있음
• 호환성 (Vendor Lock in 해결)
  • Vendor Lock in 예시
    • 기존에 A 클라우드를 사용하다가 I 클라우드로 환경을 이전하고 싶을 때 서로 다른 업체(Vendor)의 클라우드 제품 간에 호환 문제가 발생하여 이전하기 어려운 상황
  • 쿠버네티스는 도커 컨테이너를 기반으로 하는 오픈소스이기 때문에, 사용자들이 특정 업체에 종속되지 않고 클라우드의 환경을 이전할 수 있음
  • 또한, 한번 쿠버네티스를 익히면 provider 회사에 상관없이 공통된 마이크로서비스 아키텍쳐 개발이 가능

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결론

A. 요약

도커는 이미지를 컨테이너에 띄우고 실행하는 기술으로 하나의 컨테이너를 관리하는데 최적화 되어 있다. 컨테이너를 하나만 띄워서 사용할 것이라면 도커로 충분하다. 하지만 쿠버네티스를 통해 여러 개의 컨테이너를 서비스 단위로 관리할 수 있다. 쿠버네티스는 도커들을 관리하는 툴이라고 볼 수 있다.

B. 나의 생각 (부끄럼에 적용할 수 있을까)

느낀 점

굉장히 흥미로운 기술이다. 예전부터 ‘공부해봐야지’라고 생각은 했지만, 개발 지식도 부족하다보니 도입을 고민해본 적은 없었다(한 번 Docker를 사용해본 적은 있지만 단순히 따라하기 수준이였다). 이번 기회에 우리 ‘부끄럼’에서 도입을 하게 된다면 굉장히 보람있을 것 같다.

장점

현재 우리의 배포 시에는 서비스를 이용할 수 없는데, Docker와 Kubernetes를 잘 활용한다면 무중단 배포를 적용시켜 서비스적인 측면에서 매우 유리하다고 판단된다.

단점

Docker와 Kubernetes의 러닝 커브가 우려된다. 조은 마스터님이나 송요창 마스터님께서도 몇 번 언급하신 적이 있는데, Docker와 Kubernetes를 많은 캠퍼분들이 사용하고 있어서 놀라셨다고 하였다. 도입 시 서비스적인 측면에서는 단점보다는 장점이 많은 것은 분명하지만, 이 때문에 서비스 자체의 품질이 떨어진다면 ‘굳이 도입해야할까’ 라는 생각을 하게 되었다.

결론

Docker와 Kubernetes는 보다 완성도 높은 서비스를 위한 마지막 퍼즐인 것 같다. 그래서 다음 주까지는 기능 개발에 매진을 하는 게 좋지 않을까 생각한다. 그 이후에 시간이 된다면 Docker와 Kubernetes를 학습하여 적용시킨다면 보다 완성도 높은 결과물이 나올 것이라고 생각한다.

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Reference

[도커(Docker)란? - 필요성 - 하나몬](https://hanamon.kr/%EB%8F%84%EC%BB%A4%EB%9E%80-docker-%ED%95%84%EC%9A%94%EC%84%B1/)

[[Kubernetes] 도커와 쿠버네티스 간단 비교](https://wooono.tistory.com/109)