Docker 실전 가이드: 서버 운영 방식의 이해
- 최초 작성일: 2024년 11월 5일 (화)
목차
서버 운영 방식 개요
왜 다양한 운영 방식이 필요한가
서버를 운영하는 방식은 시대에 따라 발전해왔다. 초기에는 단순히 물리적인 서버에 직접 운영체제를 설치하는 베어메탈 방식만 존재했지만, 자원의 효율적인 사용과 관리의 유연성을 위해 다양한 방식이 등장했다. 각 방식의 특징과 구조를 자세히 살펴보자.
베어메탈 방식
베어메탈의 구조
다음 다이어그램은 베어메탈 방식의 기본 구조를 보여준다:
베어메탈이란
베어메탈은 하드웨어에 운영체제를 직접 설치하여 사용하는 가장 전통적인 방식이다. 위 다이어그램에서 볼 수 있듯이, 하드웨어 위에 운영체제가 직접 설치되고, 그 위에서 애플리케이션이 실행된다.
아파트로 이해하는 베어메탈
- 하나의 가구가 한 건물 전체를 사용하는 단독주택과 같다
- 공간 활용은 자유롭지만, 건물 전체를 혼자 관리해야 한다
- 다른 가구와 공간을 공유하지 않아 독립성이 완벽하다
장점
- 최고의 성능을 낼 수 있다
- 하드웨어를 직접 제어할 수 있다
- 별도의 가상화 계층이 없어 오버헤드가 없다
단점
- 자원 활용도가 낮을 수 있다
- 하나의 서버에 하나의 용도로만 사용된다
- 서버 증설 시 물리적 공간과 비용이 많이 든다
하이퍼바이저 방식
하이퍼바이저의 구조
다음 다이어그램은 하이퍼바이저 방식의 구조를 보여준다:
하이퍼바이저란
하드웨어 위에 가상화 소프트웨어(하이퍼바이저)를 설치하고, 그 위에 여러 개의 가상 머신을 운영하는 방식이다. 다이어그램에서 보듯이, 각 VM은 자신만의 운영체제와 애플리케이션을 가지고 있다.
아파트로 이해하는 하이퍼바이저
- 한 건물을 여러 세대가 나누어 사용하는 일반적인 아파트와 같다
- 각 세대는 완전히 독립된 공간을 가진다
- 관리사무소(하이퍼바이저)가 전체 건물을 관리한다
종류
- Type 1 (베어메탈 하이퍼바이저)
- 하드웨어에 직접 설치되는 방식
- VMware ESXi, Microsoft Hyper-V 등
- 더 나은 성능과 보안을 제공한다
- Type 2 (호스트 하이퍼바이저)
- 운영체제 위에 설치되는 방식
- VMware Workstation, VirtualBox 등
- 개발 환경이나 테스트용으로 적합하다
장점
- 한 서버에서 여러 운영체제를 동시에 실행할 수 있다
- 각 가상 머신이 완전히 독립되어 있다
- 자원 활용도를 높일 수 있다
단점
- 각 가상 머신마다 별도의 운영체제가 필요하다
- 상대적으로 많은 시스템 자원을 사용한다
- 가상 머신의 생성과 관리에 시간이 걸린다
컨테이너 방식
컨테이너의 구조
다음 다이어그램은 컨테이너 방식의 구조를 보여준다:
컨테이너란
운영체제 수준의 가상화로, 하나의 운영체제 위에서 여러 개의 독립된 실행 환경을 제공하는 방식이다. 다이어그램에서 볼 수 있듯이, 컨테이너들은 하나의 운영체제와 Docker Engine을 공유하면서 각자의 애플리케이션을 실행한다.
아파트로 이해하는 컨테이너
- 한 세대 내부를 여러 공간으로 효율적으로 나누어 쓰는 것과 같다
- 기본 구조(운영체제)는 공유하되, 각 공간은 독립적으로 사용한다
- 필요할 때 빠르게 공간을 만들고 없앨 수 있다
장점
- 빠른 시작과 종료가 가능하다
- 적은 자원으로도 많은 컨테이너를 실행할 수 있다
- 개발, 테스트, 배포 환경의 일관성을 유지할 수 있다
단점
- 호스트 OS에 의존적이다
- 하이퍼바이저 방식보다 격리성이 상대적으로 낮다
- 윈도우 애플리케이션은 리눅스 호스트에서 실행이 어렵다
방식별 비교
자원 효율성
- 베어메탈: 낮음 (한 용도로만 사용)
- 하이퍼바이저: 중간 (OS 중복으로 인한 오버헤드)
- 컨테이너: 높음 (OS 공유로 효율적)
격리성
- 베어메탈: 완벽한 격리
- 하이퍼바이저: 높은 격리성
- 컨테이너: 적절한 격리성
성능
- 베어메탈: 최고 성능
- 하이퍼바이저: 약간의 성능 저하
- 컨테이너: 베어메탈에 근접한 성능;
실무 적용 가이드
베어메탈 사용 시나리오
- 데이터베이스 서버
- 고성능 컴퓨팅
- 특수 하드웨어가 필요한 경우
하이퍼바이저 사용 시나리오
- 다양한 운영체제가 필요한 경우
- 강력한 격리가 필요한 경우
- 레거시 시스템 운영
컨테이너 사용 시나리오
- 마이크로서비스 아키텍처
- CI/CD 파이프라인
- 개발 및 테스트 환경
- 클라우드 네이티브 애플리케이션