도커(Docker) : 개념부터 장점, 쿠버네티스까지

도커(Docker)는 현대 소프트웨어 개발과 배포에서 빼놓을 수 없는 핵심 기술 중 하나입니다. 이 글에서는 도커의 탄생 배경, 작동 방식, 장점, 그리고 가상 머신(VM) 및 쿠버네티스(Kubernetes)와의 관계를 상세히 다룹니다. 도커를 처음 접하는 분들도 이해할 수 있도록 단계별로 설명하겠습니다.

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1. 가상화 기술과 그 한계

도커를 이해하려면 먼저 기존의 컴퓨터 구조와 가상화 기술을 알아야 합니다.

컴퓨터의 기본 구조

컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어로 구성됩니다. 소프트웨어는 다시:

• 시스템 소프트웨어: 운영체제(OS, Operating System)
• 사용자 모드 애플리케이션: 우리가 사용하는 프로그램(예: 웹 브라우저, 워드 프로세서)

운영체제는 각 프로그램(프로세스)에 독립적인 가상 메모리 공간을 제공하여, 여러 프로그램이 동시에 실행되는 멀티태스킹 환경을 지원합니다.

전통적인 가상화 기술 (VMware 등)

VMware와 같은 가상화 소프트웨어를 사용하면 하나의 물리적 컴퓨터(호스트 OS) 위에 여러 개의 게스트 OS를 실행할 수 있습니다. 예를 들어:

• 호스트 OS: Windows
• 게스트 OS: Linux (VMware로 실행)

각 게스트 OS는 독립적인 커널, 사용자 모드, 그리고 소프트웨어로 구현된 가상 하드웨어를 가집니다. 이를 통해 서로 다른 운영체제를 동시에 사용할 수 있습니다.

한계점

하지만 전통적인 가상화는 비효율적입니다:

• 각 게스트 OS는 전체 운영체제를 포함하므로, 자원 소모가 큽니다.
• 단순히 하나의 애플리케이션을 실행하려 해도 전체 OS를 가동해야 하므로, 불필요한 자원 낭비가 발생합니다.

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2. 도커(Docker)의 탄생 배경

도커는 이런 비효율성을 해결하기 위해 등장했습니다. 도커의 핵심 아이디어는:

• 애플리케이션과 그 실행 환경만 격리하여 제공
• 불필요한 게스트 OS를 제거하고, 호스트 OS의 커널을 공유

도커는 마치 하나의 운영체제에서 여러 워드 프로세서를 독립적으로 실행하듯, 애플리케이션을 컨테이너라는 격리된 환경에서 실행합니다.

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3. 도커의 작동 방식

도커는 어떻게 작동할까요? 핵심 개념을 단계별로 살펴봅시다.

컨테이너와 이미지

• 이미지: 애플리케이션과 그 실행에 필요한 모든 것(라이브러리, 설정 파일 등)을 패키징한 파일.
• 컨테이너: 이미지를 기반으로 실행되는 독립적인 실행 환경.

개발자는 애플리케이션을 이미지로 만들고, 이를 배포하면 컨테이너로 실행됩니다. 이는 개발 환경과 운영 환경의 일관성을 보장합니다.

도커의 구조

• 호스트 OS 커널 공유: 도커는 게스트 OS를 포함하지 않고, 호스트 OS의 커널을 활용합니다.
• 격리된 환경: 각 컨테이너는 독립적인 파일 시스템과 네트워크를 가지지만, 자원은 효율적으로 공유됩니다.

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4. 도커의 주요 장점

도커가 사랑받는 이유는 다음과 같습니다:

1. 높은 효율성
   • 게스트 OS 없이 호스트 OS 자원을 공유하므로, 가상 머신보다 가볍고 빠릅니다.
2. 빠른 배포
   • 컨테이너 이미지를 통해 애플리케이션을 일관되게, 신속히 배포 가능.
3. 환경 격리
   • 각 컨테이너는 독립적이어서 서로 간섭하지 않습니다.
4. 쉬운 관리
   • 컨테이너 생성, 실행, 중지, 삭제가 간편합니다.

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5. 도커 vs 가상 머신(VM)

도커와 가상 머신의 차이를 표로 정리하면 다음과 같습니다:

구분가상 머신(VM)도커 컨테이너

가상화 범위	하드웨어 전체 (CPU, 메모리, 디스크)	OS 레벨 (애플리케이션 + 종속성)
운영체제	독립적인 게스트 OS 포함	호스트 OS 커널 공유
자원 사용량	높음 (OS 전체 실행)	낮음 (경량화)
실행 속도	느림 (OS 부팅 필요)	빠름 (즉시 실행)

결론: 도커는 VM보다 적은 자원으로 빠른 실행을 제공합니다.

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6. 쿠버네티스(Kubernetes)와의 관계

도커로 컨테이너를 만들었다면, 이를 대규모로 관리하는 도구가 필요합니다. 여기서 쿠버네티스(Kubernetes)가 등장합니다.

쿠버네티스란?

• 여러 도커 컨테이너를 오케스트레이션(관리)하는 플랫폼.
• 주요 기능:
  • 확장: 컨테이너 수를 필요에 따라 늘리거나 줄임.
  • 배포: 자동화된 배포와 롤백.
  • 로드 밸런싱: 트래픽 분산.
  • 서비스 디스커버리: 컨테이너 간 통신 관리.

도커와 쿠버네티스의 시너지

도커가 컨테이너 생성과 실행에 초점을 맞춘다면, 쿠버네티스는 컨테이너 관리와 운영을 담당합니다. 두 기술은 상호보완적으로 사용됩니다.

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7. 결론: 도커의 가치

도커는 애플리케이션을 컨테이너에 패키징하여:

• 개발과 운영 환경의 일관성을 보장
• 자원 활용률 극대화
• 배포 과정 단순화

현대 클라우드 환경에서 도커는 필수 기술로 자리 잡았으며, 쿠버네티스와 결합하면 대규모 애플리케이션 운영도 손쉽게 처리할 수 있습니다. 도커를 배우고 활용하면 개발자든 운영자든 효율성을 한층 높일 수 있을 것입니다.