[Docker] 도커의 레이어(Layer)에 대해 알아보자.

도커 이미지는 컨테이너를 만들기 위한 "압축파일" 개념이다.

이미지는 한번 만들어지면 이미지 내의 정보는 절대 변하지 않으며(불변성), 이미지를 통해 컨테이너를 만들 수 있다.

이 이미지는 컨테이너를 만들었다고 사라지지 않고, 하나의 이미지로 여러개의 컨테이너를 만들 수 도 있다.

 

이 이미지를 만들기 위해서는 dokckerfile 도커파일을 작성해야 한다.

도커 파일 작성방법은 아래 링크를 통해 확인할 수 있다.

[Docker] dockerfile의 개념과 작성법에 대해 알아보자.

 

도커 이미지는 컨테이너를 생성하기 위한 모든 정보를 갖고 있기 때문에 보통 수백MB ~ 수GB가 넘는다. (VM에 비해서는 상당히 작은 용량)

그런데 기존 이미지에서 작은 변경사항이 생겨 도커 파일에 코드 한줄을 추가해 다시 이미지를 만들고 그 이미지를 다운로드 받는다고 가정해보자.

겨우 코드 한줄 추가했는데 이미지의 불변성 때문에 수백MB ~ 수GB가 되는 이미지를 다시 다운로드 받는 것은 매우 비효율적인 방법이다.

 

Docker는 이러한 문제를 해결하기 위해 Layer(레이어)라는 개념을 도입했다.

 

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Layer

레이어란 기존 이미지에 추가적인 파일이 필요할 때 다시 다운로드 받는 방법이 아닌 해당 파일을 추가하기 위한 개념이다.

 

위 그림은 ubuntu와 nginx는 A B C 레이어가 동일하고 nginx 레이어만 다르다.
만약 ubuntu 이미지가 기존에 존재하는데 nginx 이미지를 다운 받을 경우 nginx 레이어만 다운받게 된다.

Docker 이미지는 위 그림 처럼 여러 레이어로 구성되며, 각 레이어는 이전 레이어의 변경 사항을 가지고 있다.

이 여러 개의 레이어에는 읽기 전용인 read only 레이어와, 새로 변경되거나 추가된 내용을 담은 새로운 레이어로 구성된다.

도커 이미지에 작업이 추가되면 새로운 레이어가 생성되는 이러한 개념은 Git 레포지토리에 commit 로그를 쌓는 것과 같다고 볼 수 있다.

 

기존에는 이미지에 변경사항이 생겨 새 이미지를 받아와야 되었다면,

이제는 레이어 개념을 통해 기존 레이어는 그대로 둔 채 새로 업데이트된 내용만 담고 있는 레이어만 쌓는 개념으로 관리를 하기 때문에 효율적이다.

업데이트된 부분만을 이미지로 생성하고 실행 시점에 기존 이미지를 바뀐 부분과 조합하기 때문에 바뀐 이미지의 크기는 큰 변화가 없다.  (Git 레포지토리에서 업데이트된 코드를 pull 받는 것과 같다.)

 

이미지를 실행하여 도커 컨테이너를 생성할 때도 레이어 방식을 사용한다.

컨테이너 생성 시, 기존의 읽기 전용 이미지 레이어 위에 읽기/쓰기 전용 레이어(R/W layer) 를 추가한다.

이미지 레이어를 그대로 불변의 레이어로 사용하면서, 컨테이너가 애플리케이션 실행 중에 생성하는 모든 파일이나 변경사항은 읽기/쓰기 전용 레이어에 저장되므로

여러 개의 컨테이너를 실행하면서 이미지는 불변성을 유지할 수 있다.

 

Docker 레이어의 특징

• 레이어 격리: 각 레이어는 독립적인 파일 시스템으로, 각 레이어에 애플리케이션과 종속성에 대한 변경 사항만 포함된다.
• 레이어 재사용: 동일한 레이어를 여러 이미지에 공유할 수 있다. 이를 통해 이미지 빌드 시간과 저장소 사용량을 줄일 수 있다.
• 레이어 버전 관리: 레이어를 생성할 때마다 새로운 버전이 만들어진다. 이렇게 되면, 이미지 업데이트 시에도 이전 버전의 레이어를 유지할 수 있어, 애플리케이션의 변경 이력을 관리할 수 있다.
• Dockerfile 기반 레이어 생성: Dockerfile에서 작성된 명령어들이 각각 실행될 때마다 새로운 레이어가 만들어진다. 이렇게 하여 애플리케이션과 그에 상응하는 설정, 라이브러리, 종속성 등의 변경 사항을 추적할 수 있다.

 

Docker 레이어의 작동 원리

1. Docker 이미지를 생성할 때, Dockerfile을 사용하여 이미지 레시피를 정의
2. Dockerfile에 기술된 명령어들이 순서대로 실행.
3. 각 명령어가 실행될 때마다 새로운 레이어가 생성되고, 변경 사항이 레이어에 저장
4. Docker 이미지를 실행할 때, 해당 이미지의 모든 레이어가 연결되어 전체 파일 시스템을 구성. 이렇게 하여 실행하는 컨테이너는 모든 레이어의 데이터에 액세스할 수 있다.
5. 컨테이너 내에서 변경해 저장한 것은 컨테이너의 최상단 레이어에 저장되며 이미지의 레이어에는 영향을 주지 않는다.