Docker의 목적은 애플리케이션과 실행에 필요한 환경을 하나의 배포 단위로 묶는 것이다.

Application -> Runtime -> Dependencies -> Configuration -> Image -> Container -> Process

개발 환경과 서버 환경의 차이로 발생하는 문제를 줄인다.

Source Code -> Dockerfile -> Image -> Registry -> Server -> Container

Docker 전체 구조

Docker의 핵심 관계는 다음과 같다.

Dockerfile -> Image -> Container

이미지는 컨테이너를 생성하기 위한 템플릿이고, 컨테이너는 이미지를 기반으로 실행되는 인스턴스다.

Image -> Container A
Image -> Container B
Image -> Container C

Docker Engine

Docker CLI에서 명령을 실행하면 Docker Engine에 작업을 요청한다.

Docker CLI -> Docker API -> Docker Engine -> Image / Container / Network / Volume

Docker 명령은 크게 다음 흐름으로 이해하면 된다.

docker build -> Image 생성
docker pull -> Image 다운로드
docker run -> Container 생성 및 실행
docker stop -> Container 중지
docker rm -> Container 삭제

Docker Image

Image는 여러 Layer로 구성된다.

Base Image -> System Package -> Runtime -> Dependencies -> Application Code -> Image

Dockerfile을 기반으로 Image를 만든다.

Dockerfile -> docker build -> Image

Dockerfile의 일반적인 구성 흐름은 다음과 같다.

FROM -> WORKDIR -> COPY -> RUN -> COPY -> CMD

예를 들어 Node.js 애플리케이션은 다음처럼 구성할 수 있다.

Node Image -> Working Directory -> package.json -> npm install -> Source Code -> Application Start

Docker Layer와 Build Cache

Dockerfile의 각 단계는 Layer를 형성한다.

FROM -> Layer
RUN -> Layer
COPY -> Layer
RUN -> Layer

변경이 적은 작업을 앞에 배치하면 Cache를 활용하기 좋다.

package.json -> npm install -> Cache
Source Code -> COPY -> 변경 발생

따라서 일반적인 Node.js Dockerfile은:

package.json -> Dependency Install -> Source Code Copy -> Application Start

순서로 구성하는 경우가 많다.

Container

Container는 Image를 기반으로 실행되는 격리된 프로세스 환경이다.

Image -> docker run -> Container -> Process

Container는 VM과 구조가 다르다.

Host OS -> Docker Engine -> Container -> Application

VM은 일반적으로:

Host OS -> Hypervisor -> Guest OS -> Application

Container는 Guest OS를 별도로 실행하는 방식이 아니라 호스트의 커널 기능을 활용해 프로세스와 리소스를 격리한다.

Container와 VM

VM -> Guest OS -> Application

Container -> Host Kernel -> Application Process

따라서 Container는 작은 VM이라고 보는 것보다 격리된 애플리케이션 실행 환경으로 이해하는 것이 정확하다.

Docker Registry

Image를 다른 환경으로 전달하려면 Registry를 사용할 수 있다.

Dockerfile -> docker build -> Image -> docker push -> Registry

서버에서는:

Registry -> docker pull -> Image -> docker run -> Container

전체 배포 흐름은:

Source Code -> Dockerfile -> Image -> Registry -> Server -> Container

Docker Volume

Container 내부에 중요한 데이터를 저장하면 Container 삭제 시 데이터가 사라질 수 있다.

따라서 영속 데이터는 Volume으로 분리한다.

Container -> Application -> Data -> Volume

MySQL을 예로 들면:

MySQL Container -> Database Files -> Volume

Container와 데이터의 관계는 다음처럼 잡으면 된다.

Container -> 실행 환경
Volume -> 영속 데이터

Container를 삭제하고 다시 만들어도 Volume을 연결하면 데이터를 유지할 수 있다.

Container A -> Volume
Container A 삭제 -> Volume 유지
Container B -> 동일 Volume -> 기존 데이터 사용

Docker Network

여러 Container가 통신하려면 Docker Network를 사용할 수 있다.

Application Container -> Docker Network -> Database Container

여러 서비스가 같은 Network에 연결되면 서비스 이름을 통해 통신할 수 있다.

Application -> db -> Database

전체 구조는:

Application Container -> Docker Network -> Database Container

Docker Compose

Container 하나만 실행할 때는 docker run으로 충분하다.

여러 Container를 함께 실행하려면 Compose를 사용할 수 있다.

compose.yaml -> Application Container + Database Container + Redis Container -> Docker Network

Compose를 이용한 실행 흐름은:

compose.yaml -> docker compose up -> Containers 생성 -> Network 연결 -> Services 실행

종료할 때는:

docker compose down -> Containers 종료 및 제거

Compose 전체 구조

compose.yaml -> Application -> Database -> Redis -> Network -> Volume

실제 애플리케이션 구조는:

Client -> Application Container -> Database Container
Client -> Application Container -> Redis Container

Port Mapping

Container 내부 Port와 Host Port는 서로 다를 수 있다.

Host : 9000 -> Container : 8080

Docker에서는:

docker run -p 9000:8080

형태로 연결한다.

전체 흐름은:

Client -> Host : 9000 -> Container : 8080 -> Application

Environment

Image 자체는 최대한 동일하게 유지하고 실행 환경에 따라 달라지는 값은 외부에서 주입할 수 있다.

Image -> Container -> Environment Variables -> Application Configuration

예를 들어:

Container -> DB_HOST -> Database
Container -> DB_PORT -> Database
Container -> API_KEY -> External Service

환경에 따라 다른 설정을 주입할 수 있다.

Same Image -> Development Environment
Same Image -> Staging Environment
Same Image -> Production Environment

Docker Build

Image를 만드는 과정은:

Source Code -> Dockerfile -> docker build -> Image

Dockerfile 내부에서는:

Base Image -> Dependencies -> Application -> Image Layer

Docker Run

Container를 실행하는 과정은:

Image -> docker run -> Container -> Process

Port와 Environment를 포함하면:

Image -> docker run -> Port Mapping + Environment + Volume -> Container -> Application

Docker 배포

Docker를 실제 서버에 배포하는 기본 흐름은:

Git -> Dockerfile -> docker build -> Image -> Registry -> Server -> docker pull -> Container

CI/CD까지 연결하면:

Git Push -> CI -> Test -> Docker Build -> Image -> Registry -> Deployment -> Container

Docker와 Kubernetes

Docker와 Kubernetes는 역할이 다르다.

Docker -> Image Build -> Container Packaging -> Container Execution

Kubernetes -> Container Scheduling -> Scaling -> Service Discovery -> Health Check -> Rolling Update

전체적인 관계는:

Application -> Docker Image -> Container -> Kubernetes -> Multiple Servers

Kubernetes에서는 Docker Engine 자체가 필수인 것은 아니다.

Kubernetes -> CRI -> Container Runtime

대표적인 Container Runtime으로 containerd, CRI-O 등이 사용될 수 있다.

Docker와 애플리케이션 구조

실제 서버 애플리케이션에서는 하나의 Container만 존재하지 않을 수 있다.

Client -> Application Container -> Database Container
Client -> Application Container -> Redis Container

Compose를 사용하면:

compose.yaml -> Application -> Database -> Redis -> Network -> Volume

Docker 전체 배포 흐름

가장 중요한 전체 흐름은 이것이다.

Source Code -> Dockerfile -> docker build -> Image -> Registry -> Server -> docker pull -> Container -> Application

데이터까지 포함하면:

Source Code -> Dockerfile -> Image -> Registry -> Container -> Application -> Volume

네트워크까지 포함하면:

Client -> Host Port -> Application Container -> Docker Network -> Database Container -> Volume

Docker의 핵심 관계

Dockerfile -> Image -> Container

Image -> Registry -> Server

Container -> Network -> Container

Container -> Volume

Container -> Environment -> Application

Compose -> Multiple Containers -> Network -> Volume

Docker 핵심 명령 흐름

docker build -> Image 생성

docker pull -> Registry에서 Image 다운로드

docker run -> Image에서 Container 실행

docker ps -> Container 확인

docker logs -> Container 로그 확인

docker exec -> Container 내부 명령 실행

docker stop -> Container 중지

docker rm -> Container 삭제

docker rmi -> Image 삭제

Compose는:

docker compose up -> 전체 서비스 실행

docker compose down -> 전체 서비스 종료

docker compose ps -> 서비스 상태 확인

docker compose logs -> 서비스 로그 확인

최종 핵심 흐름

Docker의 전체 개념을 하나로 압축하면 다음이다.

Application -> Dockerfile -> Image -> Registry -> Server -> Container -> Process

컨테이너 주변의 실행 환경까지 포함하면:

Image -> Container -> Environment + Network + Volume -> Application

여러 서비스를 묶으면:

Compose -> Application Container + Database Container + Redis Container -> Network + Volume