Docker에 대해서 설명해주세요

가상 머신(VM)은 Hypervisor 위에 완전한 Guest OS를 올립니다. 강력한 격리 수준을 제공하지만, 이미지 하나가 수 GB에 달하고 부팅에 수십 초가 걸립니다.

Docker 컨테이너는 Guest OS를 포함하지 않고 Host OS의 커널을 직접 공유합니다. Linux 커널의 두 가지 핵심 기능으로 격리를 구현합니다.

• namespace: 프로세스가 볼 수 있는 리소스를 격리합니다. PID, 네트워크, 파일시스템 등 컨테이너마다 독립적인 뷰를 제공합니다.
• cgroup (Control Group): 프로세스의 CPU, 메모리, 디스크 I/O 사용량을 제한합니다.

아래 다이어그램에서 두 구조를 직접 비교해보세요. 각 레이어에 마우스를 올리면 설명을 확인할 수 있습니다.

Docker 이미지는 단일 파일이 아닙니다. Dockerfile의 각 명령어가 읽기 전용 레이어(Layer)를 생성하고, 이 레이어들이 쌓여 하나의 이미지를 구성합니다. 이를 Union File System(OverlayFS)이라고 합니다.

레이어 구조의 핵심 이점은 캐싱입니다. 빌드 시 각 레이어의 체크섬을 계산해 이전과 동일하면 다시 빌드하지 않습니다. 이 때문에 Dockerfile 작성 시 변경 빈도가 낮은 명령어를 앞에, 자주 변경되는 명령어를 뒤에 배치하는 것이 핵심 최적화 원칙입니다.

컨테이너를 실행하면 이 읽기 전용 레이어들 위에 얇은 읽기/쓰기 레이어가 추가됩니다. 컨테이너 안에서 파일을 수정하면 Copy-on-Write(CoW) 방식으로 해당 파일만 쓰기 레이어로 복사됩니다.

아래 시뮬레이터에서 Dockerfile 명령어가 실행될 때마다 레이어가 쌓이는 과정을 직접 체험해보세요.

이미지에서 컨테이너를 실행하면 컨테이너는 여러 상태를 거칩니다. 자주 쓰는 docker run은 사실 두 단계의 합성입니다. docker create로 컨테이너를 만들고(Created 상태), docker start로 실행(Running 상태)합니다.

중요한 점은 컨테이너가 Stopped 상태가 되어도 완전히 사라지지 않는다는 것입니다. docker rm으로 제거하기 전까지는 재시작이 가능하며, 컨테이너의 쓰기 레이어 데이터도 유지됩니다.

아래에서 버튼을 클릭해 컨테이너의 상태 전이를 직접 조작해보세요.

실제 애플리케이션은 단일 컨테이너로 완결되지 않습니다. 웹 서버, 데이터베이스, 캐시 서버가 각자 다른 컨테이너로 동작하고 서로 통신해야 합니다.

Docker Compose는 이 문제를 YAML 파일 하나로 해결합니다. 같은 Compose 파일에 정의된 서비스들은 자동으로 같은 가상 네트워크에 연결되며, web 서비스에서 데이터베이스에 접속할 때 IP 주소 대신 서비스 이름 db로 접근할 수 있습니다.

아래에서 docker compose up -d 버튼을 눌러 컨테이너 시작 순서와 네트워크 연결을 시각화로 확인해보세요.