Docker 이미지와 Union File System

1 ) Docker Image

Docker Image는 Container 형태로 Software를 배포하고 실행하는 데 필요한 코드, Runtime, Library와 설정을 담은 Package이다.

실행에 필요한 요소를 포함하므로 환경별 의존성 차이를 줄인다.
특정 시점의 Container File System을 담은 Snapshot으로 볼 수 있다.
하나의 Image로 동일한 환경을 가진 Container를 여러 개 생성할 수 있다.
여러 개의 읽기 전용 Layer로 구성된다.

Image 이름

Image의 전체 참조 형식은 다음과 같다.

REGISTRY/NAMESPACE/REPOSITORY:TAG

Docker Hub 공식 Image는 docker.io/library를 생략할 수 있고, Tag를 생략하면 기본적으로 latest가 사용된다.

docker.io/library/debian:latest
library/debian:latest
debian:latest
debian

네 표현은 모두 같은 Image를 가리킨다. 다만 latest는 가장 최신 Version을 보장하는 의미가 아니라 이름이 latest인 Tag이므로, 재현 가능한 배포에는 명시적인 Version Tag나 Digest를 사용하는 것이 좋다.

2 ) Image 검색과 다운로드

검색

docker search [OPTIONS] KEYWORD
docker search --limit 5 httpd

검색 결과에는 Image 이름, 설명, Star 수, 공식 Image 여부 등이 표시된다.

다운로드

docker image pull NAME[:TAG]
docker image pull NAME@DIGEST

docker pull jenkins/jenkins:lts
docker pull debian:latest
docker pull gcr.io/google-samples/hello-app:1.0

주요 Option은 다음과 같다.

Option	설명
`--all-tags`, `-a`	Repository의 모든 Tag 다운로드
`--platform`	대상 Platform 지정
`--quiet`, `-q`	상세 출력 생략

Apple Silicon Mac에서는 필요에 따라 --platform linux/arm64 또는 실행할 Image가 요구하는 Platform을 지정한다.

Digest는 Image Content를 식별하는 Hash 값이다. 같은 Digest를 사용하면 동일한 Image Content를 가리킨다.

3 ) Image 조회

# Local Image 목록
docker images
docker image ls

# 상세 정보
docker image inspect httpd

# 생성 시각만 출력
docker image inspect --format='' httpd

# Layer 생성 이력
docker image history httpd

docker image history를 사용하면 Image를 구성한 명령과 Layer 정보를 확인할 수 있다.

4 ) Union File System

Union File System은 서로 다른 File System이나 Directory의 내용을 하나의 File System처럼 합쳐 보여주는 기술이다.

Docker Image는 변경할 수 없는 여러 읽기 전용 Layer로 구성된다. Image로 Container를 실행하면 그 위에 쓰기 가능한 Container Layer가 추가되고, 실행 중 발생한 변경 사항은 이 Layer에 기록된다.

Container Layer     ← Read / Write
-----------------
Application Layer   ← Read Only
Library Layer       ← Read Only
Base Image Layer    ← Read Only

동일한 Image에서 만든 Container들은 읽기 전용 Image Layer를 공유하므로 Disk를 효율적으로 사용할 수 있다. Container Layer는 Container 삭제 시 함께 사라질 수 있으므로 영구 데이터는 Volume에 저장한다.

Linux Docker Engine의 데이터와 Log는 일반적으로 /var/lib/docker 아래에 저장되며 Storage Driver에 따라 실제 구조가 달라질 수 있다. overlay2를 사용하는 환경에서는 관련 Layer 데이터가 해당 영역에 관리된다.

5 ) Docker Hub 로그인과 Image 배포

Tag 지정

docker image tag SOURCE_IMAGE TARGET_IMAGE
docker image tag httpd:latest USERNAME/myapache:1.0

Tag는 같은 Image에 Registry에 업로드할 참조 이름과 Version을 부여한다.

Push

Docker Hub에서 Repository를 만든 뒤 계정 Namespace가 포함된 이름으로 Push한다.

docker push USERNAME/myapache:1.0

새 Version은 다른 Tag를 붙여 같은 Repository에 추가할 수 있다.

docker image tag httpd:latest USERNAME/myapache:2.0
docker push USERNAME/myapache:2.0

6 ) Docker Image를 파일로 관리

Docker Image는 Registry를 거치지 않고 tar Archive로 저장하고 다른 Docker 환경에서 다시 불러올 수 있다. docker image save는 Image의 Layer와 Tag 정보를 함께 보존하므로, Network를 사용할 수 없는 환경으로 Image를 옮기거나 특정 Image를 보관할 때 유용하다.

Image 저장

docker image save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

-o 또는 --output Option을 사용하면 출력 파일을 직접 지정할 수 있다.

# Image 다운로드
docker image pull eclipse-mosquitto:latest

# Local Image 확인
docker image ls

# tar Archive로 저장
docker image save -o eclipse-mosquitto.tar eclipse-mosquitto:latest

Shell의 출력 Redirection을 사용해도 같은 방식으로 저장할 수 있다.

docker image save eclipse-mosquitto:latest > eclipse-mosquitto.tar

Image 불러오기

docker image load는 save로 만든 Archive에서 Image와 Tag 정보를 복원한다.

docker image load -i eclipse-mosquitto.tar
docker image ls

입력 Redirection을 사용할 수도 있다.

docker image load < eclipse-mosquitto.tar

Container의 File System을 docker export와 docker import로 옮기는 방식과 달리, save와 load는 Image Layer와 Metadata를 유지한다.

Image 삭제와 정리

Image 이름과 Tag 또는 Image ID를 지정해 Local Image를 삭제할 수 있다. docker rmi는 docker image rm의 단축 명령이다.

docker image rm IMAGE[:TAG]
docker image rm IMAGE_ID
docker rmi IMAGE[:TAG]