[Docker] Docker 강의 정리 (3) - Docker 이미지, 쿠버네티스

Docker(도커), 쿠버네티스 관련 재직자 지원 수업의 세 번째 강의 내용을 정리한다.

2023-04-15 강의 노트

07. Docker scratch image

이미지를 최대한 작게 만들기 위해 베이스 이미지로 ‘scratch’를 사용
참고를 위한 Docker 공식 사이트

scratch 이미지를 사용하는 가장 간단한 Dockerfile 예제는 아래와 같다.

FROM scratch
COPY hello /
#대괄호 안에 들어간 "/hello"는 exec 형식
CMD ["/hello"]

이 때 hello는 ‘.c’ 파일로 컴파일한 바이너리 파일이며, 아래와 같이 환영 문구를 printf 하는 가장 간단한 소스로 테스트 해 본다.

#include <stdio.h>
int main()
{
        printf("Hello My Container! \n");
        return 0;
}

gcc 로 hello.c 를 컴파일 한 뒤 해당 바이너리 파일을 내부로 copy 하여 docker build 한다.

$ gcc -o hello hello.c
$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=0bcce3f093e3e43933efb6645a0e3ed5796b10a1, not stripped
$ docker build -t myhello .
[+] Building 0.3s (5/5) FINISHED                                                     
 => [internal] load build definition from Dockerfile                            0.1s
 => => transferring dockerfile: 137B                                            0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                               0.1s
 => => transferring context: 2B                                                 0.0s
 => [internal] load build context                                               0.0s
 => => transferring context: 8.45kB                                             0.0s
 => [1/1] COPY hello /                                                          0.1s
 => exporting to image                                                          0.1s
 => => exporting layers                                                         0.1s
 => => writing image sha256:28c4dbd8f38e207e2590e236f9d641595afd83ade7520396b9  0.0s

이제 hello가 잘 찍히는지 확인한다.

$ docker run myhello
exec /hello: no such file or directory

오… 안 된다. 왜 안 되는지 확인을 해보자
‘hello’ 라는 파일이 동작하기 위해 참조하는 라이브러리 파일을 알아본다.

$ ldd hello
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc0af3a000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f482c8de000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f482ccac000)

컨테이너 내에서 로컬 커널에 있는 라이브러리를 참조하지 못 해서 발생하는 문제로 추정된다.
파일을 정적으로 컴파일 하면 해당 이슈가 없지만, 동적으로 컴파일 했기 때문에 이런 문제가 발생한다.
해당 이슈가 맞는지 확인하기 위하여, 위의 ‘.so’ 파일들을 docker build 시 사용할 수 있도록 build 위치에 복사한 뒤 다시 진행한다.

$ cp /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 lib64/.
$ cp /lib64/libc.so.6 lib64/.

Dockerfile은 아래와 같이 수정한다.

FROM scratch
COPY hello /
COPY lib64 /lib64
CMD ["/hello"]

이제 실행한다.

$ docker build -t myhello .
[+] Building 0.4s (6/6) FINISHED                                                     
 => [internal] load build definition from Dockerfile                            0.1s
 => => transferring dockerfile: 150B                                            0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                               0.0s
 => => transferring context: 2B                                                 0.0s
 => [internal] load build context                                               0.1s
 => => transferring context: 2.32MB                                             0.1s
 => CACHED [1/2] COPY hello /                                                   0.0s
 => [2/2] COPY lib64 /                                                          0.1s
 => exporting to image                                                          0.1s
 => => exporting layers                                                         0.1s
 => => writing image sha256:1431f69860154ff5c4809e172914ee7a1ecb354f9484ef7ef0  0.0s
 => => naming to docker.io/library/myhello                                      0.0s
[vagrant@serverx 230415]$ vi Dockerfile 
[vagrant@serverx 230415]$ docker build -t myhello .
[+] Building 0.4s (6/6) FINISHED                                                     
 => [internal] load build definition from Dockerfile                            0.1s
 => => transferring dockerfile: 155B                                            0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                               0.1s
 => => transferring context: 2B                                                 0.0s
 => [internal] load build context                                               0.0s
 => => transferring context: 372B                                               0.0s
 => CACHED [1/2] COPY hello /                                                   0.0s
 => [2/2] COPY lib64 /lib64                                                     0.1s
 => exporting to image                                                          0.1s
 => => exporting layers                                                         0.1s
 => => writing image sha256:24c9e62ca272cf7fc099e7b9ebe973b68a756d5b5c933dd689  0.0s
 => => naming to docker.io/library/myhello
$ docker run myhello
Hello My Container! 

정상적으로 실행 되는 것을 확인했다.
scratch 이미지는 정말 아무 것도 없는 이미지로, 필요한 바이너리 파일만 담아서 빠르게 실행할 수 있게 한다.

$ docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
myhello       latest    24c9e62ca272   6 minutes ago    2.33MB

이미지 사이즈를 확인하면, 거의 바이너리 파일 크기만 갖고 있는 아주 작은 이미지인 점을 확인할 수 있다.
정적 (static) 바이너리 파일을 빌드하면 컨테이너 내에 필요한 라이브러리를 COPY 하지 않아도 된다.

# -static 옵션으로 빌드가 안 될 시, yum install glibc-static 하고 실행한다. 
$ gcc -static -o hello hello.c 
$ ldd hello
        not a dynamic executable
$ docker build -t myhello:static .
[+] Building 0.6s (6/6) FINISHED                            
 => [internal] load build definition from Dockerfile   0.0s
 => => transferring dockerfile: 155B                   0.0s
 => [internal] load .dockerignore                      0.1s
 => => transferring context: 2B                        0.0s
 => [internal] load build context                      0.1s
 => => transferring context: 861.82kB                  0.0s
 => [1/2] COPY hello /                                 0.1s
 => [2/2] COPY lib64 /lib64                            0.2s
 => exporting to image                                 0.2s
 => => exporting layers                                0.1s
 => => writing image sha256:1dc65c3cefbd29db13207e733  0.0s
 => => naming to docker.io/library/myhello:static      0.0s
$  docker run myhello:static
Hello My Container! 

잘 실행이 되었다.

$ docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
myhello       static    1dc65c3cefbd   55 seconds ago   3.18MB
myhello       latest    24c9e62ca272   14 minutes ago   2.33MB

이미지 사이즈를 확인하면 위와 같다.
docker image history 명령어로 빌드 과정에서 늘어난 이미지 사이즈를 확인할 수 있다.

$ docker image history myhello:static
IMAGE          CREATED         CREATED BY                     SIZE      COMMENT
1dc65c3cefbd   2 minutes ago   CMD ["/hello"]                 0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 minutes ago   COPY lib64 /lib64 # buildkit   2.32MB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 minutes ago   COPY hello / # buildkit        861kB     buildkit.dockerfile.v0

08. Docker Multi-stage build

Docker를 빌드할 때 바이너리 파일을 빌드한 다음, 해당 바이너리 파일을 다른 Docker 베이스 이미지를 사용해서 동작시키는 방법
실행 이미지의 크기가 경량화 됨

일단 아래와 같은 Dockerfile을 작성해본다.

FROM ubuntu:18.04 
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y gcc
COPY hello.c /tmp
WORKDIR /tmp
RUN gcc -o hello-world hello.c
CMD ["/tmp/hello-world"]

해당 Dockerfile은 ‘single stage’ 이다.

$ docker build -t single-stage .
[+] Building 82.6s (11/11) FINISHED                                                  
 => [internal] load build definition from Dockerfile                            0.1s
 => => transferring dockerfile: 251B                                            0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                               0.1s
 => => transferring context: 106B                                               0.0s
 => [internal] load metadata for docker.io/library/ubuntu:18.04                 0.4s
 => [1/6] FROM docker.io/library/ubuntu:18.04@sha256:8aa9c2798215f99544d1ce743  4.2s
 => => resolve docker.io/library/ubuntu:18.04@sha256:8aa9c2798215f99544d1ce743  0.1s
 => => sha256:0779371f96205678dbcaa3ef499be2e5f262c8b09aadc11754bf 424B / 424B  0.0s
 => => sha256:3941d3b032a8168d53508410a67baad120a563df67a79595 2.30kB / 2.30kB  0.0s
 => => sha256:0c5227665c11379f79e9da3d3e4f1724f9316b87d259ac 25.69MB / 25.69MB  1.4s
 => => sha256:8aa9c2798215f99544d1ce7439ea9c3a6dfd82de607da1ce 1.33kB / 1.33kB  0.0s
 => => extracting sha256:0c5227665c11379f79e9da3d3e4f1724f9316b87d259ac0131628  2.4s
 => [internal] load build context                                               0.1s
 => => transferring context: 174B                                               0.0s
 => [2/6] RUN apt-get update                                                   11.6s
 => [3/6] RUN apt-get install -y gcc                                           62.4s
 => [4/6] COPY hello.c /tmp                                                     0.4s
 => [5/6] WORKDIR /tmp                                                          0.2s
 => [6/6] RUN gcc -o hello-world hello.c                                        1.4s
 => exporting to image                                                          1.8s
 => => exporting layers                                                         1.8s
 => => writing image sha256:11e1548881285049262cd7b5b1c2badf170b9afd1ffbd2a54f  0.0s
 => => naming to docker.io/library/single-stage     
$ docker run single-stage
Hello My Container! 

내부에서 hello.c 가 잘 컴파일 되어서, 정상적으로 해당 파일이 실행되었음을 볼 수 있다.

$ docker images
REPOSITORY     TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
single-stage   latest    11e154888128   About a minute ago   220MB

생성된 이미지의 총 크기는 220 MB 이다.
컴파일러 크기까지 포함되어서 사이즈가 커진 것이다.

이제 베이스 이미지를 두 개 사용해서 빌드하는, multi-stage 빌드를 해 본다.

FROM ubuntu:18.04 AS build-image
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y gcc
COPY hello.c /tmp
WORKDIR /tmp
RUN gcc -o hello-world hello.c

FROM ubuntu:18.04 
COPY --from=build-image /tmp/hello-world .
CMD ["./hello-world"]

빌드 이미지를 쓰면, 빌드 이미지에서 만든 것을 두 번째 이미지로 복사한다.
따라서 컴파일러가 설치되지 않은 ubuntu 이미지에서 바이너리 파일을 실행하는 것과 같은 효과를 보여서, 이미지 사이즈가 작아진다.
빌드하여 확인 해 본다.

$  docker build -t multi-stage .
[+] Building 1.3s (12/12) FINISHED                                                   
 => [internal] load build definition from Dockerfile                            0.0s
 => => transferring dockerfile: 324B                                            0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                               0.1s
 => => transferring context: 106B                                               0.0s
 => [internal] load metadata for docker.io/library/ubuntu:18.04                 0.9s
 => CACHED [build-image 1/6] FROM docker.io/library/ubuntu:18.04@sha256:8aa9c2  0.0s
 => [internal] load build context                                               0.0s
 => => transferring context: 174B                                               0.0s
 => CACHED [build-image 2/6] RUN apt-get update                                 0.0s
 => CACHED [build-image 3/6] RUN apt-get install -y gcc                         0.0s
 => CACHED [build-image 4/6] COPY hello.c /tmp                                  0.0s
 => CACHED [build-image 5/6] WORKDIR /tmp                                       0.0s
 => CACHED [build-image 6/6] RUN gcc -o hello-world hello.c                     0.0s
 => [stage-1 2/2] COPY --from=build-image /tmp/hello-world .                    0.1s
 => exporting to image                                                          0.1s
 => => exporting layers                                                         0.1s
 => => writing image sha256:66c3ba5557ae0cfaef2add249d5756fb4bd0b1f4f8462e1ab6  0.0s
 => => naming to docker.io/library/multi-stage         
$ docker run multi-stage
Hello My Container!
$ docker images
REPOSITORY     TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
multi-stage    latest    66c3ba5557ae   27 seconds ago   63.2MB
single-stage   latest    11e154888128   9 minutes ago    220MB

동일하게 ‘.c’ 파일이 컴파일 되는 것을 알 수 있으며, multi-stage로 빌드했을 때 이미지 크기가 약 70% 줄어든 것을 확인 가능하다.

09. Docker Registry

docker image를 올려두는 곳이며, public과 private 이 각각 있음

Docker hub에 업로드

tag 설정 docker tag 이미지이름:tag docker registry url/이미지이름:tag

비보안(insecure) 레지스트리추가

$ vi /etc/docker/daemon.json
#daemon.json 수정
{"insecure-registries": ["registry.example.com:5000"] }
$ systemctl restart docker

docker image upload

$ docker tag hello-world registry.example.com:5000/hello-world
$ docker images
$ docker push registry.example.com:5000/hello-world

registry 를 사용하여서 해당 이미지를 docker hub 본인 계정에 업로드 하였다.

Registry 서버를 사용

registry server 에 docker 설치

$ sudo hostnamectl set-hostname registry.example.com

docker 가 설치안되어 있으면 먼저 docker 부터 설치한다.

$ sudo yum install -y yum-utils
$ sudo yum-config-manager     --add-repo     https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
$ sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
$ sudo systemctl start docker

docker registry 이미지 다운로드
```
$ docker pull registry:latest
```

registry container 실행

$ docker run -d --name registry -p 5000:5000 --restart=alwyas registry

10. Docker-compose

참조용 공식 문서

‘.yaml’ 형식 파일을 작성하여 여러 개의 컨테이너를 한 번에 실행할 수 있다.
build 에는 build context와 Dockerfile 위치를 줄 수 있으며, ip와 volume 등을 지정할 수 있다.

version: '3.9'

networks:
  webapps: 
    driver: bridge
    ipam:
      config:
      - subnet: 172.20.0.0/16        

services:
  php:
    build: ./docker/php
    volumes: 
      - ./html:/var/www/html
      - ./logs:/var/log/apache2/
    ports:
      - '8000:80'
    networks:
      webapps:
        ipv4_address: 172.20.0.99
    depends_on:
      - db
  db:
    build: ./docker/mysql
    networks:
      webapps:
        ipv4_address: 172.20.0.100

위의 내용을 ‘sample.yaml’ 로 저장한 후 실행한다.

$ docker compose -f sample.yaml up
 Container 230415_2-mydb-1  Created
 Container 230415_2-myapche-1  Created
Attaching to 230415_2-myapche-1, 230415_2-mydb-1
230415_2-mydb-1     | 2023-04-15 07:18:02+00:00 [Note] [Entrypoint]: Entrypoint script for MySQL Server 5.7.41-1.el7 started.
230415_2-mydb-1     | 2023-04-15 07:18:03+00:00 [Note] [Entrypoint]: Switching to dedicated user 'mysql'
230415_2-mydb-1     | 2023-04-15 07:18:03+00:00 [Note] [Entrypoint]: Entrypoint script for MySQL Server 5.7.41-1.el7 started.
230415_2-myapche-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.30.0.10. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
230415_2-myapche-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.30.0.10. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
(...)

docker-compose로 실행 되는 것을 알 수 있다.
docker-compose에서는 ip를 설정하지 않아도 괜찮다.
docker-compose가 잘 올라가면 db 컨테이너와 웹 컨테이너가 연결되며, 바로 조회할 수 있을 것이다.

10. 쿠버네티스 설치

Vagrant Box와 설치 스크립트를 사용하여 쿠버네티스 실습 환경을 구축한다.

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H.Lee

[Docker] Docker 강의 정리 (3) - Docker 이미지, 쿠버네티스

2023-04-15 강의 노트

07. Docker scratch image

08. Docker Multi-stage build

09. Docker Registry

Docker hub에 업로드

Registry 서버를 사용

10. Docker-compose

10. 쿠버네티스 설치

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