[클라우드 개발을 위한 가상화와 Docker] 5. 도커의 개념 - 경량 컨테이너 기반 가상화

경량 컨테이너 기반 가상화 : 도커의 개념

• 하이퍼 바이저 기반 기술과의 비교
• 컨테이너 기반 가상화
• LXC(Linux Container)
• LXD

1. 하이퍼바이저 기반 기술과의 비교

가상화의 단점

• 불필요한 기능의 중복

  • 호스트 OS와 게스트OS 간의 기능 중복

    • 프로세스 스케줄링

  • 상대적으로 무겁다

    • 오버헤드(15~20%) 정도
    • 일반적으로 리눅스설치와 하이퍼바이저를 통해 설치 한 것이 15%정도 차이난다.

  • 배치(Deployment)의 어려움

    • 동시에 수십개를 설치하는 것이 어렵다.

컨테이너 기반 가상화

기존의 가상화와 다른 개념

• 하이퍼 바이저 와 OS가 분리 된 것은 Type 2 : 별도로 구분되어서 수행한다.

  • 중복과 무거워짐이 나타난다.

• Docker 의 경우 Guest OS 개념이 없다.

  • 일반 가상화 개념이 아니다.
  • 컨테이너 별로 구분한다.
  • 각 컨테이너별로 실행환경을 분리(isolation)

성능 : Network 도 현재 버젼에서는 0.97~0.98%로 올라왔다.

---

도커의 특징

---

• 모든 컨테이너들이 동일 OS커널 공유(Linux Only)

  • 독립적인 스케줄링이나 CPU/메모리/디스크/네트워크를 가상화하지 않음

• 리눅스의 특수 기능(LXC)을 사용한 실행환경 격리를 응용

  • 리눅스에서만 사용가능

    • 처음에는 우분투에서만 가능, 하지만 현재는 리눅스 배포판에서 사용 가능

  • 다른OS(윈도우/OSX)에서는 일반적 하이퍼바이저(경량)가 있어야한다.

  • 현재는 LXC -> Libcontainer를 사용해 리눅스 의존도를 줄이려고 하고 있음.

• 시스템 분리에는 Linux Containers(LXC)를 이용

• 파일 시스템은 Advanced multi layered unification file system(Aufs)를 사용

  • 예를 들어 Ubuntu / Debian을 동시에 만든다고 한다면 공통적인 부분은 Share 하고 차이 나는 부분만 따로 저장하면 공간 활용이 높다.
  • Ubuntu / Ubuntu + java => Ubuntu 이미지와 차이가 있는 부분 따로 보관
  • Git 와 같은 버젼관리와 비슷하다고 생각하면 된다.

• Git과 같은 이미지 버전 커트롤 시스템 도입.

• 사실상의 표준이 됨

• 게스트 OS 계층이 없기 때문에 가법고, 빠른 성능이 남.

• 하이퍼바이저 기반의 우분투와 도커 기반의 우분투가 실제 설정/사용 방식이 상이

  • 환경 변수 설정, 서비스 수행 방식 등.

• 구글에서 만든 Go언어로 작성

2. LXC

• Linux Container

• 시스템 레벨 가상화

• cgroups (control groups)

  • Cpu, 메모리, 디스크, 네트워크를 provisioning (할당받고 관리하는 기능)

• Namespaces(Namespace Isolation)

  • 프로세스트리, 사용자계정, 파일시스템, IPC
  • 호스트와 별개의 공간 설정

• chroot(change root) 명령어에서 발전

  • chroot jail
  • chroot 상의 폴더에서 외부 디렉토리 접근 안 됨.

Libcontainer

---

• 컨테이너 최적화 기술 LXC외에 리브컨테이너란 별도의 실행 드라이버를 만들어, 특정 우분투 버전 외에 다양한 리눅스를 지원 가능
• 맥OS나 윈도우도 사용할 수 있는 가능성 생김
• native(libcontainer), lxc(LXC)

도커의 구조

---

• 도커

  • LXC(cgroups + namespace) or libcontainer
  • AUFS(Advanced multi layered unification file system)
  • 이미지, 컨테이너 생성관리
  • 각종 부가 기능

  

3. LXD

• 우분투를 만든 캐노니컬에서 만든 컨테이너 솔루션

• 기존의 LXC에 보안 개념까지 추가

  • Secure by default

  • Unprivileged container

    • root가 아니어도 컨테이너 생성 가능

• 도커는 Application Container, LXD 는 Machine Container

• LXD는 Container "Hypervisor"

• 경쟁기술이라기 보다는 보완관계(도커와 병행 가능)

  • KVM(Kernel Virtual Machine)을 경쟁 기술로 간주
  • 즉, LXD위에서 Docker 를 올려서 사용하라는 뜻.