도커 교과서 7장 도커 컴포즈로 분산 애플리케이션 실행하기

7장 도커 컴포즈로 분산 애플리케이션 실행하기

7.1 도커 컴포즈 파일의 구조

• 분산 애플리케이션을 기준으로 보면 Dockerfile 스크립트는 애플리케이션의 한 부분을 패키징하는 수단이다.
• 즉, 각 애플리케이셔의 Dokerfile 을 패키징하고 관리하기 위해서는 Docker Compose 를 사용하면 된다.
• Docker Compose 는 모든 컴포넌트가 실행 중일 때 어떤 상태가 되어야 하는지를 기술하는 파일이다.
• 도커 컴포즈는 사람도 쉽게 읽고 이해할 수 있으며, YAML 문법으로 기술한다.

Docker Compose 예시

version : '3.7'

services:
	todo-web:
		image: diamol/ch06-todo-list
		ports:
			- "8020:80"
		networks:
			- app-net

networks:
	app-net:
		external:
			name: nat

• version
  • 도커 컴포즈 파일의 버전.
  • 버전을 명시하지 않을 경우 1로 가준되며, 버전은 꼭 명시하는것이 좋다.
• services
  • 애플리케이션을 구성하는 모든 컴포넌트를 정의하는 부분
  • 도커 컴포즈에서는 서비스라는 추상적인 개념으로 애플리케이션을 관리한다.
  • 하나의 서비스는 여러 개의 컨테이너로 구성될 수 있지만, 일반적으로 하나의 서비스는 하나의 컨테이너를 구성하는 경우가 많다.
• networks
  • 서비스 컨테이너가 연결될 모든 도커 네트워크를 정의하는 부분

$ docker network create nat

$ docker-compose up

도커 컴포즈 파일의 장점

• Dockerfile 스크립트와 함께 형상 관리 도구로 관리된다.
• 도커 컴포즈 파일을 통해 애플리케이션의 모든 실행 옵션이 기술된다.
• 여러 컴포넌트들을 한번에 관리할 수 있다.

7.2 도커 컴포즈를 사용해 여러 컨테이너로 구성된 애플리케이션 실행하기

version: '3.7'

services:
  accesslog:
    image: diamol/ch04-access-log
    networks:
      - app-net

  iotd:
    image: diamol/ch04-image-of-the-day
    ports:
      - "80"
    networks:
      - app-net

  image-gallery:
    image: diamol/ch04-image-gallery
    ports:
      - "8010:80"
    depends_on:
      - accesslog
      - iotd
    networks:
      - app-net

networks:
  app-net:
    external:
      name: nat

$ docker-compose up --detach
Creating image-of-the-day_iotd_1      ... done
Creating image-of-the-day_accesslog_1 ... done
Creating image-of-the-day_image-gallery_1 ... done

$ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE                          COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                       NAMES
39ef61eae5c6   diamol/ch04-image-gallery      "/web/server"            5 seconds ago   Up 4 seconds   0.0.0.0:8010->80/tcp, [::]:8010->80/tcp     image-of-the-day_image-gallery_1
544f2593c12c   diamol/ch04-access-log         "docker-entrypoint.s…"   5 seconds ago   Up 5 seconds   80/tcp                                      image-of-the-day_accesslog_1
05641c97548c   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   5 seconds ago   Up 5 seconds   0.0.0.0:32769->80/tcp, [::]:32769->80/tcp   image-of-the-day_iotd_1

• docker-compose up 명령어를 통해 docker-compose.yml 파일을 실행시켜, 정의된 내용대로 컨테이너를 생성한다.

$ docker-compose up -d --scale iotd=3
image-of-the-day_accesslog_1 is up-to-date
Creating image-of-the-day_iotd_2 ... done
Creating image-of-the-day_iotd_3 ... done
image-of-the-day_image-gallery_1 is up-to-date

$ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE                          COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                       NAMES
ff8efd0c8531   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   5 seconds ago    Up 4 seconds    0.0.0.0:32771->80/tcp, [::]:32771->80/tcp   image-of-the-day_iotd_3
b85299ef4a19   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   5 seconds ago    Up 4 seconds    0.0.0.0:32770->80/tcp, [::]:32770->80/tcp   image-of-the-day_iotd_2
39ef61eae5c6   diamol/ch04-image-gallery      "/web/server"            41 seconds ago   Up 40 seconds   0.0.0.0:8010->80/tcp, [::]:8010->80/tcp     image-of-the-day_image-gallery_1
544f2593c12c   diamol/ch04-access-log         "docker-entrypoint.s…"   41 seconds ago   Up 40 seconds   80/tcp                                      image-of-the-day_accesslog_1
05641c97548c   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   41 seconds ago   Up 40 seconds   0.0.0.0:32769->80/tcp, [::]:32769->80/tcp   image-of-the-day_iotd_1

• docker-compose 로 생성된 컨테이너도 똑같은 도커 컨네이너다.
• 따라서, Docker API 를 통해 위와 같이 조작이 가능하다.

$ docker-compose stop
Stopping image-of-the-day_iotd_3          ... done
Stopping image-of-the-day_iotd_2          ... done
Stopping image-of-the-day_image-gallery_1 ... done
Stopping image-of-the-day_accesslog_1     ... done
Stopping image-of-the-day_iotd_1          ... done

$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                          COMMAND                  CREATED         STATUS                        PORTS     NAMES
ff8efd0c8531   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   5 minutes ago   Exited (143) 13 seconds ago             image-of-the-day_iotd_3
b85299ef4a19   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   5 minutes ago   Exited (143) 13 seconds ago             image-of-the-day_iotd_2
39ef61eae5c6   diamol/ch04-image-gallery      "/web/server"            6 minutes ago   Exited (2) 13 seconds ago               image-of-the-day_image-gallery_1
544f2593c12c   diamol/ch04-access-log         "docker-entrypoint.s…"   6 minutes ago   Exited (137) 3 seconds ago              image-of-the-day_accesslog_1
05641c97548c   diamol/ch04-image-of-the-day   "java -jar /app/iotd…"   6 minutes ago   Exited (143) 13 seconds ago             image-of-the-day_iotd_1

• docker-compose stop 명령어를 통해 컨테이너를 한번에 종료한다.
• 그러나, 컨테너가 삭제되지는 않는다.
• cpu나 메모리를 점유하진 않지만 파일 시스템 그대로 유지되며, 다시 시작하면 기존 컨테이너로 실행된다.

$ docker-compose down
Removing image-of-the-day_iotd_3          ... done
Removing image-of-the-day_iotd_2          ... done
Removing image-of-the-day_image-gallery_1 ... done
Removing image-of-the-day_accesslog_1     ... done
Removing image-of-the-day_iotd_1          ... done
Network nat is external, skipping

$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

• docker-compose down 명령어를 실행 시 컨테이너 종료 및 삭제가 이뤄진다.
• 또한, external 커맨드가 없을경우 네트워크와 볼륨도 함께 삭제된다.

도커 컴포즈는 클라언트 측에서 동작하는 도구이다.

docker-compose 명령시 docker-compose.yml 파일의 내용에 따라 Docker API 가 호출된다.

따라서, 도커 엔진은 명령을 실행만 할 뿐, depends-on 과 같은 컨테이너의 의존성은 오로지 docker-compose.yml 파일에 기술된 내용에 의존한다.

7.3 도커 컨테이너 간의 통신

서비스 디스커버리 기능

서비스 디스커버리란? 마이크로서비스 아키텍처에서 여러 서비스들이 서로의 위치(IP, 포트 등)를 동적으로 찾아 연결하는 메커니즘이다.

서비스 등록, 조회, 업데이트 등의 기능을 통해 서비스 간의 연결성을 유지하고 관리한다.

시스템의 확장성과 가용성을 높이는 데 중요하다.

• 컨테이너는 도커 엔진으로부터 부여받은 자신만의 가상 IP 주소를 가진다.
• 그러나, 컨테이너가 변경되면 내부 가상 IP 또한 변경된다.
• 이때, 내부 컨테이너 끼리 통신을 위해 도커는 DNS 서비스가 내장되어 있다.
• 컨테이너에서 실행 중인 애플리케이션도 다른 구성 요소에 접근하기 위해 이 DNS 서비스를 사용한다.
• 컨테이너 이름을 도메인 삼아 컨테이너의 IP 주소를 찾아 준다.
• 만약 도메인이 가르키는 대상이 컨테이너가 아니라면, 호스트 컴퓨터가 속한 네트워크나 인터넷의 IP 주소를 조회한다.

$ docker exec -it 17775e3af908 sh

$ nslookup accesslog
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve

Name:      accesslog
Address 1: 172.18.0.2 image-of-the-day-accesslog-1.nat

로드 밸런싱

로드 밸런싱이란? 여러 서버에 들어오는 트래픽을 분산시켜 특정 서버의 부하를 줄이고 시스템 전체의 성능과 안정성을 높이는 기술

들어오는 요청을 여러 서버에 고르게 분배

• 도커의 경우 로드 밸런싱을 지원한다.
• 특정 컨테이너가 스케일 아웃되어 있을경우, 트래픽 분산 처리를 해준다.

$ docker exec -it image-of-the-day-image-gallery-1 sh

/web $ nslookup iotd
nslookup: can't resolve '(null)': Name does not resolve

Name:      iotd
Address 1: 172.18.0.6 image-of-the-day-iotd-3.nat
Address 2: 172.18.0.5 image-of-the-day-iotd-2.nat
Address 3: 172.18.0.3 image-of-the-day-iotd-1.nat

7.4 도커 컴포즈로 애플리케이션 설정값 지정하기

데이터베이스를 이용한 웹서비스 실행하기

version: "3.7"

services:
  todo-db:
    image: diamol/postgres:11.5
    ports:
      - "5433:5432"
    networks:
      - app-net
  todo-web:
    image: diamol/ch06-todo-list
    ports:
      - "8020:80"
    environment:
      - Database:Provider=postgres
    depends_on:
      - todo-db
    networks:
      - app-net
    secrets:
      - source: postgres-connection
        target: /app/config/secrets.json
networks:
  app-net:
    external:
      name: nat

secrets:
  postgres-connection:
    file: ./config/secrets.json

environment

• 컨테이너 안에서 사용할 환경 변수 값 정의

secrets

• 실행 시 컨테이너 내부의 파일에 기록된 비밀값 정의
• 애플리케이션 실행 시 컨테이너에 /app/config/secrets.json 파일 생성
• 위 파일에는 postgres-connection 이름의 비밀키값 저장

secrets

• Docker Secrets는 컨테이너 환경에서 암호화된 비밀 정보(예: 데이터베이스 비밀번호, API 키, 인증 토큰 등)를 안전하게 관리하고, 필요한 컨테이너에만 제공하는 기능
• 만약, 단일 비밀값을 보관할 클러스터가 없을 경우 해당 기능을 이용해도 된다.

애플리케이션 설정 값을 컴포즈 파일에 설정했을 때 이점

• 같은 이미지의 다양한 활용.
• 각 환경에 대한 명시적 설정.
• 환경(개발, 운영, 테스트) 에 대한 컴포즈 파일 분리를 통한 환경 구분 가능

7.5 도커 컴포즈도 만능은 아니다

도커 컴포즈의 장점 - 문서화

• 도커 컴포즈는 복잡한 분산 애플리케이션의 설정을 짧고 명료한 포맷의 파일로 나타낼 수 있다.
• 예전 배포 과정의 워드 문서에 비해 컴포즈 파일은 훨씬 간단하고 그 자체가 애플리케이션 배포 과정이므로 문서화의 비용을 줄일 수 있다.

도커 컴포즈의 동작

• docker-compose up 명령을 실행하면 정의한 상태대로 애플리케이션을 실행 할 수 있다.
• 단일 컴퓨터에 정의대로 동일한 환경으로 애플리케이션을 실행시킬 수 있다는 것이 큰 장점이다.

도커 컴퍼즈는 완전한 컨테이너 플랫폼이 아니다.

• 도커 스웜이나 쿠버네티스 같은 완전한 컨테이너 플랫폼이 아니다.
• 애플리케이션이 지속적으로 상태를 유지하도록 하는 기능이 없다.
• 일부 컨테이너에 문제가 발생하면, docker compose up 명령을 다시 실행하지 않는 한 애플리케이션의 상태를 원래로 되돌릴 수 없다.

7.6 연습문제

• 호스트 컴퓨터가 재부팅되거나 도커 엔진이 재시작되면 애플리케이션 컨테이너도 재시작되도록 한다.
• 데이터베이스 컨테이너는 바인드 마운트에 파일을 저장해 애플리케이션을 재시작하더라도 데이터를 유지할 수 있도록 한다.
• 테스트를 위해 웹 애플리케이션은 80번 포트를 주시하도록 한다.

version: "3.7"

services:
  todo-db:
    image: diamol/postgres:11.5
    restart: unless-stopped
    environment:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    volumes:
      - type: bind
        source: /data/postgres
        target: /var/lib/postgresql/data
    networks:
      - app-net

  todo-web:
    image: diamol/ch06-todo-list
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "8050:80"
    environment:
      - Database:Provider=Postgres
    depends_on:
      - todo-db
    secrets:
      - source: postgres-connection
        target: /app/config/secrets.json

secrets:
  postgres-connection:
    file: postgres-connection.json

networks:
  app-net:
    external:
      name: nat