Docker 기본 원리

Docker 는 Linux 의 Container 기술이다. 일단 Linux 에 해당하는 기술이라고 하는 이유와 함께 Container 를 위한 제반사항들에 대해서 알아본다.

과거에 Solaris 에 Zone 이라는 기술이 있었다. 가상화기술이 아니라 Container 기술이라고 소개가 되었던 기억이 있다. Solaris 9 에서 이전의 Solaris 8 을 Zone 이라는 기술을 이용해서 하나의 하드웨어에서 돌릴 수 있었다.

Linux 진영에서는 Jail 이라고 해서 chroot 로 파일시스템을 격리하는 기술을 이용해 마치 독립된 하나의 운영체제처럼 사용했었다. 지금도 검색을하면 Jail 환경에서 웹서버를 돌리는 기술 문서가 나온다.

그러다가 Linux 진영에서 아예 커널에서 이것을 지원하도록 만들기 시작했는데, 그것이 LXC 다. 내가 전에 직장에서 이것을 이용한 서비스를 만들던 친구녀석이 있었는데, 그때 나도 같이 봤던 기억이 있다. LXC 에서 cgroup 은 핵심이였다. 돌이켜 생각해보면 지금의 도커만큼이나 LXC 를 이용해서 구현을 할 수 있었던 것으로 기억한다. 하지만 노력과 비용이 너무 많이 들어갔다는게 문제였다.

Docker 는 정확하게 LXC 의 뼈대를 가졌다고 볼 수도 있다. 혹자는 최근의 Docker 는 LXC 를 버리고 libcontainer 를 독자적으로 사용하기 때문에 LXC 와 다르다고 하겠지만 LXC 가 사용하는 하부 구조를 Docker 도 그대로 사용한다 것을 부인할 수 없다.

• Namespace
• Cgroup

Docker 의 핵심은 위 두가지로 모두 Linux 커널에서 지원해야 한다. Docker 가 Linux 의 Container 기술이라고 하는 이유다. 실제로 Windows, Mac OS 에서도 설치할 수 있지만 설치할때 가상머신을 설치하고 난후에 Docker 를 설치하는걸 볼 수 있다.

Namespace

Namespace 는 마치 예전에 chroot 와 비슷하다. 다른 것이면 chroot 는 파일 시스템 격리를 우선했지만 Namespace 는 6가지를 지원한다.

• File System
• Process
• Network
• IPC
• Hostname
• User

Namespace 는 프로그래밍 세계에서도 사용하는 용어인데,  그곳에서 보여주는 특성과 동일하다. 6가지에 대해서 격리된 공간(isolated space)를 만들어준다. 운영체제는 분명 1개인데, 여러개의 격리된 독립적인 공간을 가질 수 있다.

물론 이를 위해서는 커널에서도 지원해야 한다.

Cgroup

Cgroup 은 Linux 시스템의 자원(Resource) 를 제어할 수 있게 해준다. 자원에 대해서 그룹을 생성한다. 그리고 그 그룹을 특정 사용자가 사용할 수 있도록 소유권을 준다. 그러면 사용자가 프로그램을 실행할때 cgroup 을 할당하면 거기에 있는 자원만큼만 사용하게 된다.

다음과 같은 자원을 제어할 수 있다.

• Memory
• CPU
• I/O
• Network
• Device

당연히 이것도 커널에서 지원해야 한다.  커널이 지원하면 다음과 같이 /sys 에 cgroup이 나타난다.

 

애초에 Docker 도 LXC 를 이용해 구현되었다가 지금은 runC 라고 하는 걸 독자적으로 만들어서 사용하고 있다고 한다.

참고:

1. Docker(container)의 작동 원리
2. 초보를 위한 도커 안내서 – 도커란 무엇인가?