[docker] 기본개념 및 동작

[레이어정보]

docker history ubuntu:20.04

IMAGE          CREATED         CREATED BY                                      SIZE      COMMENT
56c3ecf33e76   2 weeks ago     /bin/sh -c #(nop)  CMD ["bash"]                 0B        
<missing>      2 weeks ago     /bin/sh -c apt-get update && apt-get install -y… 114MB    
<missing>      2 weeks ago     /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.opencontainers.i… 0B        
<missing>      2 weeks ago     /bin/sh -c #(nop)  MAINTAINER Ubuntu Develop… 0B        
<missing>      2 weeks ago     /bin/sh -c #(nop)  FROM debian:stretch          0B

docker history 출력 설명

IMAGE: 레이어 ID나 이미지 ID입니다. 이미지 ID는 docker images 명령어로 확인할 수 있습니다.
CREATED: 레이어가 생성된 시간입니다.
CREATED BY: 해당 레이어를 생성하기 위해 실행된 명령입니다. 예를 들어, apt-get install이나 RUN 명령 등이 포함될 수 있습니다.
SIZE: 해당 레이어의 크기입니다. 이 값은 이 레이어가 차지하는 용량을 나타냅니다.
COMMENT: 해당 레이어에 대한 추가 설명이 있으면 표시됩니다.

출력 항목 설명

IMAGE: 각 레이어의 ID 또는 이미지 ID를 표시합니다. 첫 번째 행에는 최상위 레이어가 표시되며, 가장 마지막 레이어(이미지의 시작)는 <missing>으로 표시될 수 있습니다. 이는 레이어의 정보가 이미지에서 삭제되었거나 확인할 수 없을 때 나타납니다.
CREATED: 각 레이어가 언제 생성되었는지 시간 단위로 표시됩니다. ago 뒤에 나타나는 시간은 상대적인 시간(예: "2 weeks ago", "3 days ago")입니다.
CREATED BY: 해당 레이어를 생성한 명령어를 나타냅니다. 예를 들어, RUN apt-get update 같은 명령어가 표시됩니다. 이는 Dockerfile에 정의된 각 단계의 명령을 보여줍니다.
SIZE: 해당 레이어의 크기를 나타냅니다. 이 값은 레이어가 차지하는 디스크 공간을 기준으로 합니다.
COMMENT: 이 항목은 보통 비어 있지만, 이미지에 추가된 설명이 있는 경우 여기에 표시됩니다. 주로 레이어가 생성된 이유나 주석이 포함될 수 있습니다.

docker history의 예시 분석

출력 예시:

첫 번째 레이어 56c3ecf33e76는 CMD ["bash"] 명령을 실행하는 레이어로, 최상위 레이어입니다.
두 번째 레이어는 apt-get update와 apt-get install 명령을 실행하여 114MB의 크기를 차지하는 패키지 설치 레이어입니다.
세 번째, 네 번째, 다섯 번째 레이어는 각기 LABEL, MAINTAINER, FROM 명령으로, 각각 메타 데이터와 기반 이미지를 설정하는 단계입니다. 이들은 모두 크기가 0B입니다.

도커 레이어(Docker Layer) 개념 설명

도커에서 레이어(Layer) 는 이미지를 구성하는 각각의 수정된 상태를 의미합니다. 도커 이미지가 생성될 때, 여러 명령을 실행하면서 하나씩 쌓여가는 파일 시스템 덧셈 구조로 생각할 수 있습니다. 도커는 이러한 레이어들을 효율적으로 관리하고, 이미지의 중복된 부분을 최소화하여 디스크 공간을 절약할 수 있도록 설계되어 있습니다.

각 레이어는 불변(immutable) 하며, 한 번 생성된 레이어는 변경되지 않습니다. 대신, 새로운 명령어가 실행될 때마다 새로운 레이어가 생성됩니다. 레이어는 이전 레이어의 상태를 기반으로 하고, 새로운 변경 사항을 추가합니다.

도커 이미지와 레이어

이미지(Image): 도커 이미지는 여러 개의 레이어들이 결합된 결과물입니다. 도커 이미지는 읽기 전용이며, 여러 컨테이너들이 동일한 이미지를 기반으로 실행될 수 있습니다.
- 예를 들어, ubuntu:20.04 이미지는 여러 레이어로 구성되어 있습니다. 베이스 이미지는 debian:stretch로 시작되고, 그 위에 다양한 명령어로 레이어가 추가됩니다.
레이어(Layer): 각 레이어는 도커 이미지 생성 시 RUN, COPY, ADD, ENV 등과 같은 명령어를 실행한 결과입니다. 각 레이어는 읽기 전용이며, 새로 생성된 레이어는 그 위에 변경된 내용을 추가합니다.
- 첫 번째 레이어: 보통 기본 이미지(예: FROM ubuntu)에 해당하며, 이는 시스템의 기본적인 파일 시스템을 구성합니다.
- 이후 레이어들: 사용자가 RUN apt-get install 등의 명령을 통해 소프트웨어를 설치하거나 파일을 복사하면 그에 따라 새로운 레이어가 추가됩니다.

레이어 구조의 예시

도커파일 예시 (Dockerfile):위의 도커파일을 기준으로 도커 이미지를 빌드하면, 다음과 같은 레이어가 생성됩니다:
- 레이어 1: ubuntu:20.04 이미지를 기반으로 시작 (베이스 이미지)
- 레이어 2: RUN apt-get update 명령어 실행으로 추가된 변경 사항
- 레이어 3: RUN apt-get install -y vim 명령어 실행으로 vim 설치
- 레이어 4: COPY myapp /usr/local/bin 명령어 실행으로 애플리케이션 파일 복사
Dockerfile

코드 복사

FROM ubuntu:20.04 # 레이어 1: 베이스 이미지 (Ubuntu) RUN apt-get update # 레이어 2: apt-get update 실행 RUN apt-get install -y vim # 레이어 3: vim 패키지 설치 COPY myapp /usr/local/bin # 레이어 4: 애플리케이션 파일 복사

레이어의 특성

불변성 (Immutability):
- 도커 레이어는 불변입니다. 즉, 한 번 생성된 레이어는 수정할 수 없습니다. 만약 RUN 명령어로 설치한 패키지를 삭제하거나 수정해야 한다면, 새로운 레이어를 만들어야 합니다.
- 예를 들어, RUN apt-get install -y vim을 실행한 후 RUN apt-get remove -y vim을 실행해도, 실제로 vim을 삭제한 레이어는 새로운 레이어로 추가됩니다. 이전 레이어는 그대로 남아있고, 그 위에 새로운 레이어가 쌓입니다.
읽기 전용 (Read-Only):
- 도커에서 각 레이어는 읽기 전용으로, 이미 생성된 레이어는 변경할 수 없습니다. 새로 생성된 레이어는 변경 사항만 포함되며, 이전 레이어를 변경하지 않습니다. 예를 들어, COPY 명령어로 파일을 복사하면 새로운 레이어가 생성되며, 이 레이어에는 복사된 파일만 포함됩니다.
효율적인 스토리지 관리:
- 도커는 레이어를 효율적으로 관리하여 디스크 공간을 절약합니다. 동일한 이미지에서 여러 컨테이너가 생성될 때, 각 컨테이너는 해당 이미지의 레이어들을 공유합니다.
- 예를 들어, 여러 개의 컨테이너가 같은 ubuntu 이미지를 사용하면, ubuntu 이미지는 한 번만 다운로드되고, 각 컨테이너는 이 레이어들을 공유하여 디스크 공간을 절약합니다.
레벨별 재사용:
- 동일한 레이어가 여러 이미지에서 재사용될 수 있습니다. 만약 여러 이미지가 동일한 패키지를 설치하는 RUN apt-get install 명령을 포함하고 있다면, 해당 레이어는 여러 이미지에서 공유될 수 있습니다.

레이어의 장점과 단점

장점:

디스크 공간 절약:
- 여러 이미지와 컨테이너들이 동일한 레이어를 공유함으로써 디스크 공간을 절약합니다.
빠른 빌드 시간:
- 이미지가 변경된 레이어만 다시 빌드하므로, 전체 이미지를 다시 빌드하는 것보다 빠릅니다. 예를 들어, RUN 명령어가 포함된 레이어가 변경되면 그 레이어만 다시 빌드되고, 이전에 빌드된 레이어는 재사용됩니다.
캐싱을 통한 효율적인 이미지 빌드:
- 도커는 이미지 빌드 시 각 레이어를 캐시하여, 이전에 빌드한 레이어를 재사용합니다. 예를 들어, RUN apt-get update와 같은 명령이 변경되지 않으면 해당 레이어는 캐시에서 가져와 재빌드하지 않습니다.

단점:

레이어가 많아지면 이미지 크기가 커질 수 있음:
- 너무 많은 레이어가 추가되면 이미지의 크기가 불필요하게 커질 수 있습니다. 이 경우 이미지를 최적화하여 레이어 수를 줄여야 할 수 있습니다.
불필요한 파일이 포함될 수 있음:
- 각 레이어는 이전 레이어의 상태를 기반으로 하므로, 불필요한 파일이나 캐시가 포함될 수 있습니다. 이럴 경우 이미지를 최적화하려면 불필요한 파일을 삭제하거나 캐시를 정리하는 작업이 필요합니다.

레이어 최적화 방법

명령어 결합:
- 여러 개의 RUN 명령어를 하나로 결합하여 레이어 수를 줄입니다. 예를 들어, RUN apt-get update와 RUN apt-get install을 두 개의 명령어로 분리하는 대신, 하나의 RUN 명령어로 합쳐서 실행할 수 있습니다.
Dockerfile

코드 복사

RUN apt-get update && apt-get install -y vim curl
불필요한 파일 제거:
- 빌드 중에 생성된 불필요한 파일이나 캐시를 제거하여 이미지 크기를 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 패키지 설치 후에 캐시를 삭제하는 명령어를 추가합니다.
Dockerfile

코드 복사

RUN apt-get update && apt-get install -y vim && apt-get clean && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
- 다단계 빌드를 사용하여 불필요한 빌드 도구나 파일을 최종 이미지에서 제거할 수 있습니다. 첫 번째 단계에서 빌드에 필요한 모든 파일을 생성하고, 두 번째 단계에서 필요한 파일만을 복사해 최종 이미지를 생성하는 방법입니다.다단계 빌드 (Multi-stage build):
코드 복사

# 빌드 단계
FROM node:14 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm install

# 최종 이미지
FROM node:14
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app .
CMD ["node", "index.js"]

결론

도커에서 이미지는 여러 개의 레이어가 쌓여서 만들어집니다. 각 레이어는 읽기 전용이고, 불변이며, 변경 사항만 추가되기 때문에 효율적으로 저장되고 공유됩니다. 레이어를 최적화하는 것은 이미지 크기를 줄이고 빌드 시간을 단축하는 데 중요한 역할을 합니다.

[mysql]의 히스토리를 보여줌

PS C:\docker> docker history mysql
IMAGE          CREATED       CREATED BY                                       SIZE      COMMENT
10db11fef9ce   4 weeks ago   CMD ["mysqld"]                                   0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   EXPOSE map[3306/tcp:{} 33060/tcp:{}]             0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]              0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   COPY docker-entrypoint.sh /usr/local/bin/ # …   13.8kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   VOLUME [/var/lib/mysql]                          0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eux;  microdnf install -…   328MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   ENV MYSQL_SHELL_VERSION=9.1.0-1.el9              0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eu;  {   echo '[mysql-to…   226B      buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eux;  microdnf install -…   142MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eu;  {   echo '[mysqlinn…   246B      buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   ENV MYSQL_VERSION=9.1.0-1.el9                    0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   ENV MYSQL_MAJOR=innovation                       0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eux;  key='BCA4 3417 C3B…   3.17kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eux;  microdnf install -…   16.5MB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eux;  arch="$(uname -m)"…   2.36MB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   ENV GOSU_VERSION=1.17                            0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -eux;  groupadd --system …   2.77kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   CMD ["/bin/bash"]                                0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      4 weeks ago   ADD oraclelinux-9-slim-amd64-rootfs.tar.xz /…   113MB     buildkit.dockerfile.v0

[nginx] pull

PS C:\docker> docker pull nginx
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
2d429b9e73a6: Pull complete
9b1039c85176: Pull complete
9ad567d3b8a2: Pull complete
773c63cd62e4: Pull complete
1d2712910bdf: Pull complete
4b0adc47c460: Pull complete
171eebbdf235: Pull complete
Digest: sha256:bc5eac5eafc581aeda3008b4b1f07ebba230de2f27d47767129a6a905c84f470
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest

tag 지정하지않으면 latest적용됨

PS C:\docker> docker history nginx
IMAGE          CREATED       CREATED BY                                       SIZE      COMMENT
60c8a892f36f   6 weeks ago   CMD ["nginx" "-g" "daemon off;"]                 0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   STOPSIGNAL SIGQUIT                               0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   EXPOSE map[80/tcp:{}]                            0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ENTRYPOINT ["/docker-entrypoint.sh"]             0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   COPY 30-tune-worker-processes.sh /docker-ent…   4.62kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   COPY 20-envsubst-on-templates.sh /docker-ent…   3.02kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   COPY 15-local-resolvers.envsh /docker-entryp…   389B      buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   COPY 10-listen-on-ipv6-by-default.sh /docker…   2.12kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   COPY docker-entrypoint.sh / # buildkit           1.62kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   RUN /bin/sh -c set -x     && groupadd --syst…   117MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ENV DYNPKG_RELEASE=1~bookworm                    0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ENV PKG_RELEASE=1~bookworm                       0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ENV NJS_RELEASE=1~bookworm                       0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ENV NJS_VERSION=0.8.6                            0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ENV NGINX_VERSION=1.27.2                         0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   LABEL maintainer=NGINX Docker Maintainers <d…   0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   CMD ["bash"]                                     0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      6 weeks ago   ADD rootfs.tar.xz / # buildkit                   74.8MB    buildkit.dockerfile.v0

[nginx 레이어확인법]

> docker inspect nginx
[
    {
        "Id": "sha256:60c8a892f36faf6c9215464005ee6fb8cf0585f70b113c0b030f6cb497a41876",
        "RepoTags": [
            "nginx:latest"
        ],
        "RepoDigests": [
            "nginx@sha256:bc5eac5eafc581aeda3008b4b1f07ebba230de2f27d47767129a6a905c84f470"
        ],
        "Parent": "",
        "Comment": "buildkit.dockerfile.v0",
        "Created": "2024-10-02T17:55:35Z",
        "DockerVersion": "",
        "Author": "",
        "Config": {
            "Hostname": "",
            "Domainname": "",
            "User": "",
            "AttachStdin": false,
            "AttachStdout": false,
            "AttachStderr": false,
            "ExposedPorts": {
                "80/tcp": {}
            },
            "Tty": false,
            "OpenStdin": false,
            "StdinOnce": false,
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin",
                "NGINX_VERSION=1.27.2",
                "NJS_VERSION=0.8.6",
                "NJS_RELEASE=1~bookworm",
                "PKG_RELEASE=1~bookworm",
                "DYNPKG_RELEASE=1~bookworm"
            ],
            "Cmd": [
                "nginx",
                "-g",
                "daemon off;"
            ],
            "ArgsEscaped": true,
            "Image": "",
            "Volumes": null,
            "WorkingDir": "/",
            "Entrypoint": [
                "/docker-entrypoint.sh"
            ],
            "OnBuild": null,
            "Labels": {
                "maintainer": "NGINX Docker Maintainers <docker-maint@nginx.com>"
            },
            "StopSignal": "SIGQUIT"
        },
        "Architecture": "amd64",
        "Os": "linux",
        "Size": 191670156,
        "GraphDriver": {
            "Data": {
                "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/21bd0c593a660f55ffb4ecd40700f8f50d3293e3b2fc50d388c82cb4bcd52457/diff:/var/lib/docker/overlay2/9c67d619aeab234d61dc189b19a5f533c653142a32ebf85d2521f4a66c1febe8/diff:/var/lib/docker/overlay2/2a70c46ce4fe8589f6e893130cbe8d7ce6e91c28ec6a6522e830a63cd5360404/diff:/var/lib/docker/overlay2/46ab166c56c2b897da7ec3335289439186568970e7366d85f0bef96e80ad7d52/diff:/var/lib/docker/overlay2/ccfab899d0521ed0f89b8000947ffdb179a5ad63f72534909846209e0faca488/diff:/var/lib/docker/overlay2/2230947cdc3d7a9e237e79faa1c80f54a32a79b2f48008930670c1b4255ea2b3/diff",
                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea3fe32c887f9e36d54d7d842ed39acc540bb212c3e69bee681304e165abf149/merged",
                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea3fe32c887f9e36d54d7d842ed39acc540bb212c3e69bee681304e165abf149/diff",
                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea3fe32c887f9e36d54d7d842ed39acc540bb212c3e69bee681304e165abf149/work"
            },
            "Name": "overlay2"
        },
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:c3548211b8264f8bfa47a6727043a64f1791b82ac965a284a7ea187e971a95e2",
                "sha256:7dca41ff148690a71f3a18230b037c224699bddca66451edfc3e0875c38266a5",
                "sha256:ffe4285e29068b1a6112d99b633535058b91344bb1eac41cbec3c319c908cc43",
                "sha256:19b722697f76432e2991f3ddbfe83ff062c58cbc81ae86a209cc1a907281ed33",
                "sha256:a1fe8b721bb198a7416c45774b913499e3d32da7e49c36a173ab9eab1f16f651",
                "sha256:a0c145a29c8d0bd6496ca844601ea021aaeef71ab28a060cc9b4e3f0031d2eb6",
                "sha256:61ef4e878aac3937fc88785022b0a2b9b7791455b3a34b72eb5a77fd1bdbc7fd"
            ]
        },
        "Metadata": {
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[docker] 기본개념 및 동작

docker history 출력 설명

출력 항목 설명

docker history의 예시 분석

도커 레이어(Docker Layer) 개념 설명

도커 이미지와 레이어

레이어 구조의 예시

레이어의 특성

레이어의 장점과 단점

장점:

단점:

레이어 최적화 방법

결론

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