Docker in Action Chapter 4

4장: Working with storage and volumes (스토리지와 볼륨 다루기)

이전 장들에서는 주로 이미지를 통한 소프트웨어 실행에 집중했다면, 이번 장에서는 컨테이너 실행 시 발생하는 데이터 관리 문제에 집중합니다. 실제 운영 환경에서는 애플리케이션이 로그, 설정 파일, 업로드된 콘텐츠, 데이터베이스 데이터 등 다양한 형태의 동적 데이터를 다룹니다. Docker를 사용하면 이 데이터를 컨테이너 수명과 독립적으로 관리할 수 있으며, 이는 유연하고 재사용 가능한 시스템 설계에 매우 중요합니다.

주요 개념 정리

1. 마운트 포인트(Mount Point):
   리눅스 시스템에서는 여러 디스크나 저장 장치를 하나의 파일 트리 구조로 통합합니다. 마운트 포인트는 특정 디렉토리를 특정 저장 장치(디스크 파티션, 네트워크 스토리지, tmpfs 등)에 연결하는 지점입니다.
   Docker 컨테이너는 자체 파일 시스템 트리를 가지고 있으며, 이를 마운트 포인트를 통해 호스트나 다른 스토리지와 연결할 수 있습니다.

2. 바인드 마운트(Bind Mount):
   호스트 파일 시스템의 특정 디렉토리나 파일을 컨테이너 내부의 특정 위치에 그대로 연결하는 방식입니다.

   • 장점: 간단히 호스트 디렉토리를 공유 가능, 개발 시 편리.
   • 단점: 경로가 호스트에 종속적이고, 이식성이 떨어지며, 복잡한 경로 관리 필요.

3. tmpfs 마운트:
   임시(in-memory) 파일 시스템을 컨테이너에 마운트하는 방식입니다. 디스크가 아닌 RAM에 데이터를 저장하므로 컨테이너 정지 시 데이터가 사라지며, 디스크를 오염시키지 않고 빠른 I/O를 제공할 수 있습니다. 민감한 정보나 일시적 파일 저장에 유용합니다.

4. 볼륨(Volume):
   Docker가 관리하는 특수한 스토리지 단위로, 컨테이너와 독립적으로 존재하는 데이터 저장 공간을 의미합니다.

   • 장점: 이식성, 재사용성, 컨테이너 수명과 독립적인 데이터 보관, 백업/마이그레이션 용이.
   • 명명된 볼륨(named volume)은 사용자가 명시적으로 생성하고 이름 붙이는 반면, 익명 볼륨(anonymous volume)은 컨테이너 실행 시 자동으로 생성됩니다.
   • Docker CLI와 API를 통해 볼륨을 쉽게 관리(생성, 조회, 삭제)할 수 있습니다.

5. 볼륨 플러그인(Volume Plugin):
   로컬 디스크뿐 아니라 NFS, Ceph, 클라우드 블록 스토리지 등 다양한 외부 스토리지 백엔드를 활용할 수 있게 해주는 확장 기능입니다. 환경과 필요에 따라 적절한 플러그인을 사용하면 네트워크로 연결된 스토리지나 클러스터 환경에서 손쉽게 볼륨을 관리할 수 있습니다.

볼륨을 활용한 데이터 관리 전략

1. 바인드 마운트 vs 볼륨:
   바인드 마운트는 호스트 경로에 종속적이라 이식성이 낮고, 관리하기 까다롭습니다. 볼륨은 Docker가 추상화하고 관리하므로 더 이식성이 높고, 호스트 종속성을 줄이며 명명된 볼륨을 통해 재사용 및 조작이 편리합니다.

2. 익명 볼륨과 --volumes-from 플래그:

   • 익명 볼륨은 이름 없이 생성되는 볼륨으로, 컨테이너가 삭제될 때 자동 제거되거나 별도 관리 명령어(docker volume rm)로 제거할 수 있습니다.
   • --volumes-from 옵션은 다른 컨테이너에서 마운트한 볼륨 설정을 그대로 새로운 컨테이너에 복사해 옵니다. 이를 통해 호스트나 볼륨 명명에 덜 의존하면서도 여러 컨테이너 간에 쉽게 데이터 공유가 가능합니다.
   • 단, 동일한 마운트 지점에 대해 여러 볼륨 정의가 있을 경우 충돌이나 경합 상태가 발생할 수 있으며, 읽기 전용 모드로 전환 등의 특정 상황에서는 --volumes-from을 사용할 수 없는 제약이 있습니다.

3. 실용 예제:

   • Cassandra 데이터베이스 예제:
     Cassandra 이미지를 사용해 데이터가 지속되는 볼륨을 /var/lib/cassandra/data에 마운트하면 컨테이너 삭제 후에도 데이터를 유지할 수 있고, 새 컨테이너를 동일 볼륨과 연결하면 이전에 저장한 키스페이스나 데이터가 복원됩니다.
   • 로그 관리:
     웹 서버(Nginx)가 생성하는 로그 파일을 볼륨에 저장한 후, 다른 컨테이너(로그 분석, 백업 컨테이너)에서 해당 볼륨을 마운트하면 같은 데이터를 쉽고 안전하게 공유할 수 있습니다.

4. 클린업 (정리):

   • 컨테이너 삭제 시 --rm 혹은 docker rm -v를 통해 익명 볼륨도 함께 제거할 수 있습니다.
   • 이름이 지정된 볼륨은 수동으로 제거해야 하며(docker volume rm <volume name>), docker volume prune 명령을 사용해 사용하지 않는 볼륨을 한꺼번에 정리할 수 있습니다.
   • 주기적으로 볼륨을 정리하여 시스템을 깔끔하게 유지하는 것이 중요합니다.

5. 볼륨 플러그인을 통한 고급 스토리지 사용:
   로컬 파일 시스템 대신 네트워크 스토리지나 클라우드 블록 스토리지를 활용하려면 볼륨 플러그인을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 분산 환경, 클러스터 환경에서도 데이터를 안정적으로 공유, 보관, 백업할 수 있습니다.

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정리:
이 장에서는 Docker를 통한 데이터 관리 방법을 다루었습니다. 바인드 마운트를 통한 단순한 파일 공유 방법부터, tmpfs를 이용한 메모리 내 스토리지, Docker 볼륨을 이용한 지속적이고 이식성 높은 데이터 관리 방식까지 살펴보았습니다. 또한 --volumes-from 옵션으로 복잡한 데이터 공유 구조를 만들 수 있으며, 볼륨 플러그인으로 다양한 외부 스토리지 백엔드와 연동할 수 있다는 점도 강조했습니다. 데이터 관리 전략을 잘 활용하면, Docker 컨테이너 기반 시스템을 보다 유연하고 확장성 있게 설계하고 유지할 수 있습니다.