컨테이너화란 무엇인가요?

기업 개발자에게는 로컬 노트북부터 스테이징 서버, 프로덕션 인프라에 이르기까지 다양한 환경에서 애플리케이션이 안정적이고 일관되게 실행되도록 보장하는 것이 일반적인 과제입니다. 컨테이너화는 이 문제를 직접적으로 해결하는 운영체제 가상화의 한 형태입니다. 애플리케이션과 라이브러리, 구성 파일과 같은 모든 종속 항목을 컨테이너라는 단일의 격리된 실행 가능한 유닛으로 패키징하는 방법입니다. 이 접근 방식은 일관된 환경을 제공하여 개발 환경에서 작동하는 것이 프로덕션 환경에서도 작동하도록 보장하는 데 도움이 됩니다.

GKE를 사용한 앱 컨테이너화 및 조정

컨테이너화의 정의

컨테이너화는 애플리케이션의 코드를 실행에 필요한 모든 파일 및 라이브러리와 함께 번들로 묶는 소프트웨어 배포 프로세스입니다. 

이 독립 실행형 패키지, 즉 '컨테이너'는 자체 게스트 운영체제가 필요하지 않기 때문에 가볍고 이식성이 뛰어납니다. 대신 자체 격리된 사용자 공간에서 실행되는 동안 호스트 운영체제의 커널을 공유합니다. 이러한 격리 덕분에 각 컨테이너에 자체 종속 항목 집합이 있어도 컨테이너 간 충돌을 걱정할 필요 없이 단일 호스트에서 여러 컨테이너를 실행할 수 있습니다.

컨테이너화 아키텍처

컨테이너화된 환경은 기본 하드웨어에서 시작하여 애플리케이션 자체로 이동하는 계층화된 아키텍처를 갖습니다.

  • 인프라: CPU, 메모리, 스토리지, 네트워킹 리소스를 제공하는 물리적 서버 또는 가상 머신으로 구성된 기본 계층입니다.
  • 호스트 운영체제: 인프라 위에 호스트 OS(예: Linux)가 있습니다. 이 OS의 커널은 호스트에서 실행되는 모든 컨테이너가 공유하는 중요한 구성요소입니다.
  • 컨테이너 엔진: Google Kubernetes Engine(GKE)과 같이 컨테이너화를 지원하는 소프트웨어입니다. 엔진은 안내에 따라 컨테이너를 만들고 실행하며 관리합니다.
  • 애플리케이션 계층(컨테이너): 맨 위에는 컨테이너 자체가 있습니다. 각 컨테이너에는 애플리케이션의 바이너리와 라이브러리가 포함되어 있지만 호스트 OS 커널을 공유합니다. 이러한 특성 덕분에 컨테이너는 기존의 가상 머신보다 훨씬 가볍고 효율적입니다.

컨테이너화는 어떻게 작동하나요?

컨테이너화 개발은 소스 코드에서 실행 중인 격리된 인스턴스로 애플리케이션을 이동하는 논리적인 단계별 프로세스를 따릅니다.

1단계: 환경 정의

이 프로세스는 개발자가 파일(Dockerfile이 널리 사용됨)을 만드는 것으로 시작됩니다. 이 파일은 애플리케이션 환경을 빌드하기 위한 레시피 또는 안내 모음 역할을 합니다. 다음을 포함하여 필요한 모든 것을 지정합니다.

  • 시작할 기본 이미지(예: 특정 버전의 Debian 또는 Python 3.9와 같은 언어별 런타임)
  • 애플리케이션의 소스 코드를 이미지에 복사하는 명령어
  • 필요한 패키지, 라이브러리, 기타 종속 항목 설치 방법 안내
  • 컨테이너가 시작될 때 실행할 명령어
  • 시작할 기본 이미지(예: 특정 버전의 Debian 또는 Python 3.9와 같은 언어별 런타임)
  • 애플리케이션의 소스 코드를 이미지에 복사하는 명령어
  • 필요한 패키지, 라이브러리, 기타 종속 항목 설치 방법 안내
  • 컨테이너가 시작될 때 실행할 명령어

2단계: 컨테이너 이미지 빌드

개발자는 파일의 안내에 따라 명령어를 사용하여 컨테이너 이미지를 만듭니다. 이 이미지는 정적이고 변경할 수 없으며 이동 가능한 파일로, 애플리케이션의 독립적인 청사진 역할을 합니다. 애플리케이션 코드와 모든 종속 항목을 단일 계층화된 패키지로 캡슐화합니다. 이미지를 객체 지향 프로그래밍의 클래스라고 생각하면 됩니다. 실행 중인 인스턴스가 생성되는 템플릿입니다.

3단계: 레지스트리에 이미지 저장 및 배포

빌드된 컨테이너 이미지는 Container Registry로 푸시됩니다. 레지스트리는 이미지를 저장하고 관리하기 위한 중앙 저장소입니다. 기업용으로는 Google의 Artifact Registry와 같은 비공개 보안 레지스트리가 필수적입니다. 이미지를 레지스트리에 저장하면 팀 간에 쉽게 공유하고, 버전을 관리하고, 프로덕션 환경의 모든 서버에서 액세스할 수 있습니다.

4단계: 컨테이너 실행

마지막 단계는 이미지의 실행 중인 인스턴스인 컨테이너 자체를 만드는 것입니다. 명령어가 컨테이너 엔진으로 전송되어 레지스트리에서 특정 이미지를 실행합니다. 그런 다음 엔진은 호스트 운영체제의 커널을 사용하여 다음 작업을 수행합니다.

  • 네임스페이스와 같은 커널 기능을 사용하여 컨테이너를 위한 격리된 환경을 만듭니다. 이를 통해 컨테이너는 자체 전용 네트워크 스택, 프로세스 트리, 파일 시스템 뷰를 갖게 되므로 자체 OS에서 실행되는 것처럼 생각됩니다.
  • cgroup을 사용하여 CPU 및 메모리와 같은 리소스를 할당하고 제한하여 하나의 컨테이너가 호스트의 리소스를 독점할 수 없도록 합니다.
  • 원본 파일에 정의된 시작 명령어를 실행하여 격리된 샌드박스 내에서 애플리케이션을 구현합니다.
  • 네임스페이스와 같은 커널 기능을 사용하여 컨테이너를 위한 격리된 환경을 만듭니다. 이를 통해 컨테이너는 자체 전용 네트워크 스택, 프로세스 트리, 파일 시스템 뷰를 갖게 되므로 자체 OS에서 실행되는 것처럼 생각됩니다.
  • cgroup을 사용하여 CPU 및 메모리와 같은 리소스를 할당하고 제한하여 하나의 컨테이너가 호스트의 리소스를 독점할 수 없도록 합니다.
  • 원본 파일에 정의된 시작 명령어를 실행하여 격리된 샌드박스 내에서 애플리케이션을 구현합니다.

클라우드 컴퓨팅의 컨테이너화

컨테이너화는 광범위한 아키텍처 패턴을 지원하는 현대 클라우드 컴퓨팅의 기반 기술입니다.

개념

컨테이너화의 설명 및 역할

컨테이너화는 마이크로서비스 아키텍처에 이상적인 배포 모델입니다. 각 컨테이너는 하나의 독립적인 서비스를 캡슐화하므로 팀은 자율적으로 서비스를 개발, 배포, 확장할 수 있습니다.

컨테이너는 기존 애플리케이션을 클라우드로 이전하는 프로세스를 간소화할 수 있습니다. 애플리케이션을 컨테이너로 '리프트 앤 시프트'하면 이식성을 높이고 모든 클라우드 제공업체의 인프라에서 실행할 수 있습니다.

컨테이너의 이식성은 온프레미스 데이터 센터와 퍼블릭 클라우드 환경 전반에서 애플리케이션이 일관되게 실행되도록 보장하는데 도움이 되며, 원활한 하이브리드 클라우드 전략을 위한 핵심 요소를 제공합니다.

이는 Google Kubernetes Engine(GKE)과 같은 클라우드 서비스 모델로, 컨테이너의 조정 및 관리를 자동화합니다. 기본 인프라를 없애므로 개발자는 애플리케이션에 집중할 수 있습니다.

컨테이너는 운영 환경과 언어 런타임에 대한 제어 수준이 더 높고, 서버리스는 서버 관리가 필요 없는 더 높은 수준의 추상화를 제공합니다. 둘 다 유효한 패턴이며 함께 사용할 수 있습니다. (예: 컨테이너는 서버리스 워크로드를 실행하는 데 자주 사용됨) 예를 들어 Cloud Run은 컨테이너화와 서버리스를 사용합니다. 서버리스 환경에서 컨테이너 이미지를 배포할 수 있습니다.

가상화는 자체 게스트 OS를 갖춘 전체 가상 머신을 만들어 하드웨어를 가상화하는 것을 포함합니다. 컨테이너화는 운영체제 자체를 가상화하여 호스트 OS 커널을 공유하므로 컨테이너가 훨씬 가볍고 빠르게 시작됩니다.

컨테이너 이미지의 일관성을 통해 기업은 여러 지리적 리전에 걸쳐 동일한 애플리케이션 아티팩트를 높은 충실도로 배포할 수 있습니다. 이를 통해 애플리케이션 동작을 균일하게 유지하고 전 세계 사용자층에 대한 관리를 간소화할 수 있습니다.

개념

컨테이너화의 설명 및 역할

컨테이너화는 마이크로서비스 아키텍처에 이상적인 배포 모델입니다. 각 컨테이너는 하나의 독립적인 서비스를 캡슐화하므로 팀은 자율적으로 서비스를 개발, 배포, 확장할 수 있습니다.

컨테이너는 기존 애플리케이션을 클라우드로 이전하는 프로세스를 간소화할 수 있습니다. 애플리케이션을 컨테이너로 '리프트 앤 시프트'하면 이식성을 높이고 모든 클라우드 제공업체의 인프라에서 실행할 수 있습니다.

컨테이너의 이식성은 온프레미스 데이터 센터와 퍼블릭 클라우드 환경 전반에서 애플리케이션이 일관되게 실행되도록 보장하는데 도움이 되며, 원활한 하이브리드 클라우드 전략을 위한 핵심 요소를 제공합니다.

이는 Google Kubernetes Engine(GKE)과 같은 클라우드 서비스 모델로, 컨테이너의 조정 및 관리를 자동화합니다. 기본 인프라를 없애므로 개발자는 애플리케이션에 집중할 수 있습니다.

컨테이너는 운영 환경과 언어 런타임에 대한 제어 수준이 더 높고, 서버리스는 서버 관리가 필요 없는 더 높은 수준의 추상화를 제공합니다. 둘 다 유효한 패턴이며 함께 사용할 수 있습니다. (예: 컨테이너는 서버리스 워크로드를 실행하는 데 자주 사용됨) 예를 들어 Cloud Run은 컨테이너화와 서버리스를 사용합니다. 서버리스 환경에서 컨테이너 이미지를 배포할 수 있습니다.

가상화는 자체 게스트 OS를 갖춘 전체 가상 머신을 만들어 하드웨어를 가상화하는 것을 포함합니다. 컨테이너화는 운영체제 자체를 가상화하여 호스트 OS 커널을 공유하므로 컨테이너가 훨씬 가볍고 빠르게 시작됩니다.

컨테이너 이미지의 일관성을 통해 기업은 여러 지리적 리전에 걸쳐 동일한 애플리케이션 아티팩트를 높은 충실도로 배포할 수 있습니다. 이를 통해 애플리케이션 동작을 균일하게 유지하고 전 세계 사용자층에 대한 관리를 간소화할 수 있습니다.

컨테이너화의 이점

이동성 및 일관성

컨테이너화의 주요 이점은 '한 번 빌드하면 어디서나 실행할 수 있다'는 기능입니다. 컨테이너는 애플리케이션과 종속 항목을 함께 패키징하므로 예측 가능하고 일관된 환경을 만듭니다. 이러한 일관성은 일반적인 '내 기기에서는 작동해' 문제를 해결하는 데 도움이 되며, 기본 인프라에 관계없이 애플리케이션이 개발, 테스트, 프로덕션에서 동일한 방식으로 작동하도록 보장합니다.

속도 및 민첩성 향상

컨테이너는 자체 게스트 운영체제가 필요하지 않으므로 기존 가상 머신보다 훨씬 가볍습니다. 따라서 몇 분이 아닌 몇 초 만에 시작하고 중지할 수 있어 개발 주기가 크게 단축되고 CI/CD 파이프라인이 더욱 민첩해집니다. 빌드 및 배포 속도가 빨라지면 팀에서 애플리케이션을 더 빠르게 반복할 수 있습니다.

개선된 리소스 효율성

컨테이너는 오버헤드가 낮기 때문에 리소스 사용률을 높일 수 있습니다. 단일 호스트 운영체제에서 여러 컨테이너를 실행할 수 있으므로 VM보다 밀도가 높습니다. 서버에 애플리케이션을 효율적으로 '빈 패킹'하면 기업은 서버 사용 공간과 관련 인프라 비용을 줄일 수 있습니다.

프로세스 및 종속 항목 격리

각 컨테이너는 자체 프로세스 트리와 네트워크 인터페이스를 갖춘 격리된 사용자 공간에서 실행됩니다. 이러한 격리는 하나의 컨테이너화된 애플리케이션의 라이브러리와 종속 항목이 동일한 호스트에서 실행되는 다른 애플리케이션의 라이브러리 및 종속 항목과 충돌하지 않음을 의미합니다. 이렇게 하면 종속 항목 관리가 간소화되고 보안 침해된 애플리케이션의 잠재적 영향을 억제하여 보안이 강화될 수 있습니다.

간소화된 운영 관리

컨테이너화는 배포 단위를 표준화합니다. 운영팀은 전체 머신이나 고유한 애플리케이션 스택이 아닌 컨테이너를 관리할 수 있습니다. 이러한 균일한 접근방식은 배포, 확장, 모니터링 작업을 간소화하고 Kubernetes와 같은 조정 플랫폼을 통해 강력한 자동화를 위한 기반을 형성합니다.

빠른 확장성

컨테이너는 경량이며 빠르게 시작되므로 신속한 확장이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 애플리케이션의 수요가 급증하면 부하를 처리하기 위해 새로운 컨테이너 인스턴스를 거의 즉시 프로비저닝할 수 있습니다. 이러한 탄력적인 확장성은 상당한 수동 개입 없이도 애플리케이션이 계속해서 응답하고 사용 가능하도록 보장합니다.

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컨테이너화 도구의 유형은 무엇인가요?

컨테이너 생태계는 함께 작동하는 여러 유형의 도구로 구성됩니다.

  • 컨테이너 엔진: 컨테이너를 실행하고 관리하는 핵심 소프트웨어입니다. 
  • 컨테이너 이미지 빌더: 정의 파일에서 컨테이너 이미지를 만드는 데 사용되는 도구입니다. 
  • 컨테이너 레지스트리: 컨테이너 이미지를 위한 스토리지 시스템입니다. Artifact Registry는 컨테이너 이미지에 대한 보안 비공개 스토리지를 제공하는 관리형 서비스입니다.
  • 컨테이너 조정 플랫폼: 대규모 컨테이너 관리를 위해서는 Kubernetes와 같은 조정 플랫폼이 필수적입니다. 배포, 확장, 네트워킹을 자동화합니다. Google Kubernetes Engine(GKE)과 같은 관리형 서비스는 프로덕션 레디 조정 플랫폼을 제공합니다.
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