[Docker] 이미지 만들기

Intro

이번 포스팅에선 도커 이미지를 만들어 보겠다.

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1. 도커 이미지 만들기

도커는 이미지를 만들기 위해 컨테이너의 상태를 그대로 이미지로 저장하는 방법을 사용한다.

예를 들어, 어떤 애플리케이션을 이미지로 만든다면 리눅스만 설치된 컨테이너에 애플리케이션을 설치하고, 그 상태를 그대로 이미지로 저장한다. (like 가상머신 스냅샷)
 
이런 과정은 콘솔에서 명령어를 직접 입력하는 것과 별 차이가 없으므로 쉘 스크립트를 잘 알아야 하지만,
좋은 샘플이 많이 공개되어 있어 잘 몰라도 된다.
그리고 컨테이너의 가벼운 특성과 레이어 개념을 이용하여 생성과 테스트를 빠르게 수행할 수 있다.
 

1) Sinatra 웹 애플리케이션 샘플

Riuby로 만들어진 간단한 웹 애플리케이션을 도커라이징(Dockerizing) 해보자.

Ruby: 동적 오픈 소스 프로그래밍 언어(단순함, 생산성)
도커라이징(Dockerizing): 도커 이미지를 만듦

 
1. 도커로 ruby 설치
sinatra 웹 프레임워크를 사용하기 위해 새로운 폴더(ruby)를 만들고,
Gemfile과 app.rb를 생성한다.
 
Gemfile: 패키지 관리

source 'https://rubygems.org'
gem 'sinatra'

 
app.rb: 호스트명을 출력하는 웹 서버 생성

require 'sinatra'
require 'socket'

get '/' do
  Socket.gethostname
end

 
패키지를 설치하고 서버를 실행해보자.

bundle install            # install package
bundle exec ruby app.rb   # Run sinatra

 

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여기서 필자는 아래 오류가 발생해서 추가 작업을 진행하였다.

root@DESKTOP-DOPLEQK:~# bundle install
-bash: /mnt/c/Ruby32-x64/bin/bundle: ruby: bad interpreter: Permission denied

 

#Ruby 설치
sudo apt update
sudo apt install ruby-full

#Bundler 재설치
gem install bundler

#번들 설치
cd ruby
bundle install

 
그리고 sinatra를 실행하려면 rackup gem이 필요하다. 다음 단계를 차근차근 수행해보자.

#rackup gem 설치
gem install rackup

#Gemfile에 rackup 추가 >>Gemfile을 수정해야 함<<
gem 'rackup'

#번들 설치
bundle install

#서버 실행
bundle exec ruby app.rb

개인적으로 서버가 실행될 때까지 시도했던 명령어를 쭉 나열한 거라서 더 최적화 된 순서가 있을 수도 있다.!

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우여곡절이 있었지만 Ruby를 설치하고 서버 실행에 성공하였다.
정말 서버 실행에 성공했는지 확인해보자. (http://localhost:4567)

도커 컨테이너의 호스트명이 출력된 걸 볼 수 있다. 이제 도커 이미지를 만들 준비가 된 것이다.
 
호스트의 디렉토리를 ruby가 설치된 컨테이너의 디렉토리에 마운트한 후,
그대로 명령어를 실행하면 로컬에 개발 환경을 구축하지 않고 도커 컨테이너를 개발 환경으로 사용할 수 있다.
 

2) Ruby Application Dockerfile

도커는 이미지를 만들기 위해 Dockerfile 이라는 이미지 빌드용 DSL 파일을 사용한다.
이는 단순 텍스트 파일로, 일반적으로 소스와 함께 관리한다.
 
먼저 Ruby 웹 애플리케이션을 ubuntu에 배포하는 과정을 살펴보겠다.
 

1. ubuntu 설치
2. ruby 설치
3. 소스 복사
4. Gem 패키지 설치
5. Sinatra 서버 실행

↓ 쉘 스크립트

# 1. ubuntu 설치 (패키지 업데이트)
apt-get update

# 2. ruby 설치
apt-get install ruby
gem install bundler

# 3. 소스 복사
mkdir -p /usr/src/app
scp Gemfile app.rb root@ubuntu:/usr/src/app  # From host

# 4. Gem 패키지 설치
bundle install

# 5. Sinatra 서버 실행
bundle exec ruby app.rb

 
ubuntu 컨테이너를 실행하고 위 명령어를 그대로 실행하면 웹 서버를 실행할 수 있다.
리눅스에서 테스트가 끝났으니 이 과정을 Dockerfile로 만들면 된다.
핵심 명령어는 파일을 복사하는 COPY와 명령어를 실행하는 RUN이다.
 
이 쉘 스크립트의 내용을 그대로 Dockerfile로 옮겨보자.

# 1. ubuntu 설치 (패키지 업데이트 + 만든사람 표시)
FROM       ubuntu:22.04
MAINTAINER subicura@subicura.com
RUN        apt-get -y update  # -y 옵션 추가(질의 방지)

# 2. ruby 설치
RUN apt-get -y install ruby
RUN gem install bundler

# 3. 소스 복사
COPY . /usr/src/app

# 4. Gem 패키지 설치 (실행 디렉토리 설정)
WORKDIR /usr/src/app
RUN     bundle install

# 5. Sinatra 서버 실행 (Listen 포트 정의)
EXPOSE 4567
CMD    bundle exec ruby app.rb -o 0.0.0.0

도커 빌드 중에는 키보드를 입력할 수 없기 때문에 (y/n) 질의를 방지하기 위해 -y 옵션을 추가했다.
 

3) Docker build

빌드 파일을 작성했으니 이제 이미지를 만들어보자.
 
이미지 빌드 명령어

docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

 
생성할 이미지 이름을 지정하기 위한 -t(--tag) 옵션만 알면 빌드가 가능하다.
 
Dockerfile을 만든 디렉토리로 이동하여 다음 명령어를 입력하자.

docker build -t app .

로그를 보면 Dockerfile에 정의한 내용이 한 줄 한 줄 실행되는 걸 볼 수 있다.
실제로 명령어를 실행하기 때문에 빌드 시간이 꽤 걸린다.
 
이제 이미지가 잘 생성되었는지 확인해 보자. [성공]

 
잘 동작하는지도 확인하기 위해 컨테이너를 실행해보자!

신기해서 나도 서버를 3개나 만들어 버림;; 의미 없어요
아무튼 성공했다.
 
 

4) Dockerfile 기본 명령어

이미지를 만드는 데 사용하는 Dockerfile의 기본적인 명령어를 살펴보자.
모든 명령어를 보고 싶으면 공식 문서를 참고하자.
 

FROM

FROM <image>:<tag>
FROM ubuntu:22.04

베이스 이미지를 지정하는 명령어이다.
반드시 지정해야 하며, 어떤 이미지도 베이스 이미지가 될 수 있다.
<tag>는 latest(기본 값)보다 구체적인 버전(22.04)을 지정하는 것이 좋다.
참고: 베이스 이미지
 

MAINTAINER

MAINTAINER <name>
MAINTAINER subicura@subicura.com

 
Dockerfile을 관리하는 사람의 이름 또는 이메일 정보를 적는다. (빌드에 영향X)
 

COPY

COPY <src>... <dest>
COPY . /usr/src/app

파일이나 디렉토리를 이미지로 복사한다.
일반적으로 소스를 복사하는 데 사용한다.
target 디렉토리가 없다면 자동으로 생성한다.
 

ADD

ADD <src>... <dest>
ADD . /usr/src/app

COPY 명령어와 유사하지만 추가 기능이 있다.
src에 파일 대신 url을 입력할 수 있고, src에 압축 파일을 입력하는 경우 자동으로 압축을 해제하면서 복사된다(!!)
 

RUN

RUN <command>
RUN ["executable", "param1", "param2"]
RUN bundle install

 
가장 많이 사용하는 구문으로, 명령어를 그대로 실행한다.
내부적으로 /bin/sh -c 뒤에 명령어를 실행하는 방식이다.
 

CMD

CMD ["executable","param1","param2"]
CMD command param1 param2
CMD bundle exec ruby app.rb

도커 컨테이너가 실행되었을 때 실행되는 명령어를 정의한다.
빌드할 때는 실행되지 않고, 여러 개의 CMD가 존재할 때 가장 마지막 CMD만 실행된다.
한꺼번에 여러 개의 프로그램을 실행하고 싶은 경우, run.sh 파일을 작성하여 데몬으로 실행하거나
supervisord나 forego와 같은 여러 개의 프로그램을 실행하는 프로그램을 사용한다.
 

supervisord: 프로세스 제어 시스템. 사용자가 UNIX와 유사한 운영체제에서 여러 프로세스를 모니터링하고 제어할 수 있도록 하는 클라이언트/서버 시스템
forego도 비슷한 맥락인 듯..?

 

WORKDIR

WORKDIR /path/to/workdir

RUN, CMD, ADD, COPY 등이 이루어질 기본 디렉토리를 설정한다.
각 명령어의 현재 디렉토리는 한 줄 한 줄마다 초기화되기 때문에 RUN cd /path 를 하더라도 다음 명령어에서는 다시 위치가 초기화된다.
그러므로 같은 디렉토리에서 계속 작업하기 위해 사용한다.
 

EXPOSE

EXPOSE <port> [<port>...]
EXPOSE 4567

도커 컨테이너가 실행됐을 때 요청을 기다리고 있는 포트를 지정한다.
여러 개의 포트를 지정할 수 있다.
 

VOLUME

VOLUME ["/data"]

 
컨테이너 외부에 파일 시스템을 마운트 할 때 사용한다.
반드시 지정하지 않아도 마운트할 수 있지만, 기본적으로 지정하는 것이 좋다.
 

ENV

ENV <key> <value>
ENV <key>=<value> ...
ENV DB_URL mysql

컨테이너에서 환경변수를 지정한다.
컨테이너를 실행할 때 -e 옵션을 사용하면 기존 값을 오버라이딩 하게 된다.
 
 

5) Build 분석

도커는 Dockerfile을 가지고 무슨 일을 하는 걸까?
build 로그를 살펴 보자.

Sending build context to Docker daemon  5.12 kB   <-- (1)
Step 1/10 : FROM ubuntu:22.04                     <-- (2)
 ---> f49eec89601e                                <-- (3)
Step 2/10 : MAINTAINER subicura@subicura.com      <-- (4)
 ---> Running in f4de0c750abb                     <-- (5)
 ---> 4a400609ff73                                <-- (6)
Removing intermediate container f4de0c750abb      <-- (7)
Step 3/10 : RUN apt-get -y update                 <-- (8)
...
...
Successfully built 20369cef9829                   <-- (9)

 

(1) Sending build context to Docker daemon  5.12 kB

빌드 명령어를 실행한 디렉토리의 파일들을 빌드 컨텍스트(Build Context)라고 한다.
이 빌드 컨텍스트를 도커 서버(Daemon)으로 전송하는 작업을 진행한 것이다.
도커는 서버-클라이언트 구조이므로, 도커 서버가 작업하려면 미리 파일을 전송해야 한다.
 

(2) Step 1/10 : FROM ubuntu:22.04

Dockerfile을 한 줄 한 줄 수행하는데, 첫 번째로 FROM 명령어를 수행한다.
ubuntu:22.04 이미지를 다운받는 작업을 진행한다.
 

(3) ---> f49eec89601e  # ubuntu 이미지 ID

명령어 수행 결과를 이미지로 저장한다.
 

(4) Step 2/10 : MAINTAINER subicura@subicura.com

Dockerfile의 두 번째 명령어인 MAINTAINER를 수행한다.
 

(5) ---> Running in f4de0c750abb

명령어를 수행하기 위해 바로 이전에 생성된 f49eec89601e 이미지를 기반으로 f4de0c750abb 컨테이너를 임시로 생성하여 실행한다.
 

(6) ---> 4a400609ff73

명령어 수행 결과를 이미지로 저장한다.
 

(7) Removing intermediate container f4de0c750abb

명령어를 수행하기 위해 임시로 만들었던 컨테이너를 제거한다.
 

(8) Step 3/10 : RUN apt-get -y update

Dockerfile의 세 번째 명령어인 RUN을 수행한다.
이전에 생성된 이미지를 기반으로 임시 컨테이너를 생성하여 명령어를 실행하고, 그 결과 상태를 이미지로 만든다.
이 과정을 마지막 줄까지 반복한다.
 

(9) Successfully built 20369cef9829

최종 성공한 이미지 ID를 출력한다.
 

도커 빌드 과정

1. 임시 컨테이너 생성
2. 명령어 수행
3. 이미지로 저장
4. 임시 컨테이너 삭제

위 과정을 반복한다고 볼 수 있다.
명령어를 실행할 때마다 이미지 레이어를 저장하고, 다시 빌드할 때 Dockerfile이 변경되지 않았다면 기존에 저장된 이미지를 그대로 캐시처럼 사용한다.
 

6) 이미지 리팩토링

앞에서 만든 이미지는 몇 가지 최적화 문제가 존재한다.
 

Base Image

위에서 만든 Ruby 애플리케이션 이미지는 ubuntu를 베이스로 만들었지만, 사실 훨씬 간단한 ruby 베이스 이미지가 존재한다.
기존에 ruby를 설치했던 명령어는 ruby 이미지를 사용하는 것으로 간단하게 생략할 수 있다.
 

# Dockerfile

# before
FROM ubuntu:22.04
MAINTAINER subicura@subicura.com
RUN apt-get -y update
RUN apt-get -y install ruby
RUN gem install bundler

# after
FROM ruby:2.3
MAINTAINER subicura@subicura.com

 
ruby 이외에도 node.js, python, java, go 등 다양한 베이스 이미지가 존재한다.
 

Build Cache

기존에 빌드했던 이미지를 다시 빌드해보자.

빌드 시간이 대폭 감소한 걸 확인할 수 있다. [23.3s] -> [5.4s]
 
이미지를 빌드하는 과정에서 각 단계를 이미지 레이어로 저장하고, 다음 빌드에서 캐시로 사용한다.
도커는 빌드할 때 Dockerfile의 명령어가 수정되거나 추가되는 파일이 변경되었을 때, 캐시가 깨지고 그 이후 작업은 새로 이미지를 만들게 된다.
ruby gem 패키지를 설치하는 과정은 꽤 많은 시간이 소요되는데 최대한 캐시를 이용하여 빌드 시간을 줄여야 한다.
 
기존 소스에서 소스 파일이 수정되면 캐시가 깨지는 부분은 아래와 같다.

COPY . /usr/src/app    # <- 소스파일이 변경되면 캐시가 깨짐
WORKDIR /usr/src/app
RUN bundle install     # 패키지를 추가하지 않았는데 또 인스톨하게 됨

 
복사하는 파일이 이전과 다르면 캐시를 사용하지 않고 그 이후 명령어는 다시 실행된다.
ruby gem 패키지를 관리하는 파일은 Gemfile이고, Gemfile은 잘 수정되지 않으므로 다음과 같이 순서를 바꿀 수 있다.
 

COPY Gemfile* /usr/src/app/ # Gemfile을 먼저 복사함
WORKDIR /usr/src/app
RUN bundle install          # 패키지 인스톨
COPY . /usr/src/app         # <- 소스가 바꼈을 때 캐시가 깨지는 시점

 

명령어 최적화

# before
RUN apt-get -y update

# after
RUN apt-get -y -qq update

-qq: 불필요한 로그를 무시할 수 있게 했다.
 

# before
RUN bundle install

# after
RUN bundle install --no-rdoc --no-ri

--no-doc, --no-ri: 필요 없는 문서를 생성하지 않아 이미지 용량도 줄이고, 빌드 속도도 더 빠르게 했다.
 

명령어 배치

# before
RUN apt-get -y -qq update
RUN apt-get -y -qq install ruby

# after
RUN apt-get -y -qq update && \
    apt-get -y -qq install ruby

비슷한 명령어 끼리 묶어 레이어 수를 줄일 수 있도록 하였다.
 

결과

FROM ruby:2.3
MAINTAINER subicura@subicura.com
COPY Gemfile* /usr/src/app/
WORKDIR /usr/src/app
RUN bundle install --no-rdoc --no-ri
COPY . /usr/src/app
EXPOSE 4567
CMD bundle exec ruby app.rb -o 0.0.0.0

 
이로써 이미지가 깔끔하게 만들어졌다.
 
 
참고: https://subicura.com/2017/02/10/docker-guide-for-beginners-create-image-and-deploy.html