컨테이너화의 출현
컨테이너화는 소프트웨어가 설계, 개발 및 배포되는 방식에 혁명을 일으켰습니다. 일관성 없는 환경과 구성으로 인해 발생하는 비효율성을 해결하면서 소프트웨어 개발자와 운영 팀이 직면한 과제에 대한 솔루션으로 등장했습니다.
기존 애플리케이션 배포에는 대상 시스템을 수동으로 구성하고 종속성을 설치하는 작업이 포함되며, 충돌, 확장성 제한, 예측할 수 없는 동작과 같은 여러 문제가 발생하는 경우가 많습니다. 컨테이너화의 개념은 FreeBSD Jails, Solaris Zones 및 IBM Workload Partitions와 같은 기술을 통해 1990년대 후반과 2000년대 초반으로 거슬러 올라갑니다. 하지만 2013년 Docker 출시되고 나서야 컨테이너화가 널리 대중화되었습니다.
Docker 애플리케이션과 해당 종속성을 휴대용 컨테이너로 묶는 프로세스를 단순화하여 개발자가 다양한 시스템에서 애플리케이션을 일관되게 관리하고 배포할 수 있도록 했습니다. 컨테이너화가 추진력을 얻으면서 마이크로서비스 아키텍처로의 전환이 촉진되어 애플리케이션 개발의 유연성과 확장성이 향상되었습니다. 이러한 패러다임 전환은 소프트웨어 아키텍처에 큰 영향을 미쳐 모듈식 설계를 장려하고 여러 구성 요소가 포함된 복잡한 애플리케이션의 관리를 단순화했습니다.
컨테이너와 그 이점 이해
컨테이너는 라이브러리, 바이너리, 구성 파일과 같은 애플리케이션과 해당 종속성을 패키징하는 가볍고 휴대 가능하며 독립적인 단위입니다. 컨테이너는 일관된 환경을 제공하여 기본 인프라에 관계없이 애플리케이션이 동일한 방식으로 실행되도록 보장합니다. 호스트 운영 체제에서 애플리케이션 프로세스를 분리하고 환경 간의 잠재적인 충돌과 불일치를 제거함으로써 이러한 일관성을 달성합니다. 컨테이너화의 이점은 다음과 같이 다양합니다.
- 배포 속도: 컨테이너는 몇 초 만에 시작될 수 있어 신속한 시작과 애플리케이션 확장이 가능합니다. 이는 탄력성과 응답성이 중요한 클라우드 및 마이크로서비스 기반 아키텍처에서 특히 중요합니다.
- 이식성: 컨테이너는 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 모든 것을 포함하므로 개발, 테스트 또는 프로덕션 중에 환경 간에 쉽게 이동할 수 있습니다.
- 리소스 효율성: 컨테이너는 가상 머신과 같은 전체 게스트 운영 체제가 필요하지 않고 호스트 운영 체제 커널을 공유합니다. 결과적으로 리소스 사용량이 줄어들고 애플리케이션의 여러 인스턴스를 실행하는 데 따른 오버헤드가 줄어듭니다.
- 프로세스 격리: 컨테이너는 자체 네임스페이스와 파일 시스템에서 실행되는 격리된 프로세스를 생성하여 다른 컨테이너나 호스트 OS와의 간섭을 방지합니다. 이는 특히 다중 테넌트 및 공유 환경에서 보안과 안정성을 향상시킵니다.
- 호환성 및 유지 관리 가능성: 컨테이너는 종속성을 캡슐화함으로써 소프트웨어 버전 관리 및 호환성 문제를 처리하는 복잡성을 줄여 애플리케이션 구성 요소를 더 쉽게 업데이트하거나 롤백할 수 있습니다.
컨테이너와 가상 머신
컨테이너와 가상 머신은 서로 다른 용도로 사용되며 고유한 장점과 단점이 있으므로 이를 구별하는 것이 중요합니다. 둘 다 애플리케이션에 대한 격리와 일관성을 제공하는 것을 목표로 하지만 이를 달성하는 방법은 서로 다릅니다.
가상 머신(VM)은 본질적으로 에뮬레이트된 하드웨어 환경으로, 애플리케이션, 해당 종속성, 전체 게스트 운영 체제가 하이퍼바이저가 제공하는 가상화된 리소스에서 실행됩니다. 하이퍼바이저는 호스트 시스템에서 가상 머신을 관리하는 소프트웨어 계층입니다. VM은 강력한 격리를 제공하지만 여러 개의 전체 게스트 운영 체제를 실행하는 오버헤드로 인해 훨씬 더 많은 리소스를 소비합니다.
이미지 출처: 도커
반면에 컨테이너는 가볍고 효율적입니다. 전체 게스트 운영 체제가 필요 없이 호스트 OS 커널을 공유하고 네임스페이스와 파일 시스템 내에서 애플리케이션 프로세스를 격리합니다. 그 결과 시작 시간이 빨라지고 리소스 사용량이 줄어들며 호스트 시스템의 밀도가 높아집니다. 애플리케이션과 인프라의 특정 요구 사항에 따라 컨테이너와 VM 사이의 선택이 결정되어야 합니다.
VM은 강력한 격리와 완전히 분리된 환경이 필요한 시나리오에 적합할 수 있지만 컨테이너는 신속한 배포와 확장이 중요한 상황에서 더 높은 민첩성과 리소스 효율성을 제공합니다. 컨테이너와 가상 머신을 함께 사용하면 더 큰 인프라 내에서 서로를 보완하여 필요한 경우 격리, 유연성 및 리소스 효율성의 최상의 조합을 제공할 수 있습니다. 예를 들어 VM은 보안 및 런타임 격리를 제공하는 기본 계층 역할을 할 수 있으며, 컨테이너는 이러한 VM 위에 애플리케이션을 빠르게 배포하고 확장할 수 있습니다.
마이크로서비스 아키텍처로의 전환
컨테이너화는 지배적인 소프트웨어 아키텍처 패턴으로 마이크로서비스가 부상할 수 있는 길을 열었습니다. 마이크로서비스는 애플리케이션을 API를 통해 서로 통신하는 작고 개별적인 서비스로 나누는 것을 수반합니다. 이 접근 방식은 개별 서비스를 독립적으로 개발, 테스트 및 배포할 수 있으므로 모듈성, 간편한 유지 관리 및 확장성을 향상시킵니다.
컨테이너의 특성상 각 서비스를 자체 컨테이너에 캡슐화하여 프로세스 및 리소스 격리를 제공할 수 있으며, 이는 마이크로서비스 아키텍처의 기본 개념과 완벽하게 일치합니다. 결과적으로 컨테이너화를 통해 신속한 프로비저닝, 효율적인 리소스 활용, 복잡한 마이크로서비스 기반 애플리케이션 관리의 유연성 향상이 가능해졌습니다.
컨테이너와 마이크로서비스를 결합함으로써 소프트웨어 개발자는 지속적인 제공을 달성하여 현대 비즈니스의 끊임없이 변화하는 요구 사항에 맞게 애플리케이션을 빠르고 안정적으로 조정할 수 있습니다. 마이크로서비스 컨테이너화의 주요 이점은 각 마이크로서비스를 독립적으로 확장할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 리소스 할당에 대한 보다 세부적인 접근 방식이 가능해지며 각 서비스가 과잉 프로비저닝 없이 효율적으로 작동하는 데 필요한 리소스를 확보할 수 있습니다. 특정 마이크로서비스에 대한 수요가 증가하면 애플리케이션의 다른 서비스에 영향을 주지 않고 자동으로 확장될 수 있습니다.
컨테이너화가 소프트웨어 개발에 미치는 영향
컨테이너화는 다음과 같은 여러 영역에서 소프트웨어 개발 에 중요한 영향을 미칩니다.
- 가속화된 배포 및 테스트: 컨테이너는 경량 특성으로 인해 빠르게 시작될 수 있어 개발 및 테스트 프로세스가 간소화됩니다. 컨테이너화를 통해 개발자는 몇 분 안에 전체 환경을 쉽게 생성하고 제거할 수 있으므로 다양한 구성과 시나리오를 더 쉽게 테스트할 수 있습니다.
- 향상된 이식성 및 일관성: 컨테이너는 애플리케이션 코드와 해당 종속성을 번들로 묶어 기본 인프라에 관계없이 격리되고 일관된 환경을 만듭니다. 이를 통해 개발자는 다양한 운영 체제나 런타임 환경 간의 호환성 문제를 걱정하지 않고 컨테이너를 지원하는 모든 시스템에서 애플리케이션을 실행할 수 있습니다.
- 단순화된 애플리케이션 관리: 컨테이너는 각 구성 요소를 독립적으로 패키징, 구성 및 배포할 수 있도록 하여 복잡한 다중 구성 요소 애플리케이션의 관리를 단순화합니다. 이를 통해 구성 요소 간의 종속성이 줄어들고 구성 변동이 최소화되며 전체 시스템에 영향을 주지 않고 개별 구성 요소를 보다 쉽게 업데이트할 수 있습니다.
- 향상된 확장성: 컨테이너를 사용하면 추가 인스턴스 배포가 빠르고 가상 머신보다 적은 리소스를 소비하므로 애플리케이션 확장이 더 쉬워집니다. 이를 통해 수요에 따라 애플리케이션을 동적으로 확장할 수 있어 최적의 리소스 활용도를 보장하고 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
- DevOps 및 지속적인 통합/제공 지원: 컨테이너화는 DevOps 방법론을 지원하여 개발 팀과 운영 팀 간의 협업을 촉진합니다. 컨테이너를 사용하면 팀은 애플리케이션을 신속하게 구축, 테스트 및 배포하여 CI/CD(지속적인 통합/제공) 파이프라인을 더욱 효율적이고 효과적으로 만들 수 있습니다.
소프트웨어 디자인 패턴 적용
컨테이너화는 또한 특성과 이점을 수용하기 위해 소프트웨어 디자인 패턴의 발전을 촉발했습니다. 이러한 새로운 패턴은 컨테이너가 제공하는 격리, 이식성 및 확장성을 활용합니다. 컨테이너화의 영향을 받은 몇 가지 주목할 만한 소프트웨어 디자인 패턴은 다음과 같습니다.
- 사이드카 패턴: 사이드카 패턴에서는 컨테이너가 기본 컨테이너와 함께 배포되어 기본 애플리케이션을 지원하는 추가 기능을 제공합니다. 사이드카 컨테이너는 모니터링, 로깅 및 구성 관리 작업을 처리할 수 있으므로 기본 컨테이너가 핵심 기능 실행에 집중할 수 있습니다. 이 패턴은 관심사 분리를 촉진하고 기본 애플리케이션의 디자인을 단순화합니다.
- 앰배서더 패턴: 앰배서더 패턴에는 기본 애플리케이션 컨테이너와 외부 서비스 간의 프록시 역할을 하는 컨테이너 배포가 포함됩니다. 이 패턴을 사용하면 서비스 검색, 로드 밸런싱, 프로토콜 변환과 같은 통신 세부 정보를 추상화할 수 있으므로 개발자가 기본 애플리케이션의 동작 및 종속성에 대해 더 쉽게 추론할 수 있습니다.
- 어댑터 패턴: 어댑터 패턴은 다른 서비스나 시스템의 기대에 맞게 기본 애플리케이션의 출력이나 입력을 수정하는 컨테이너를 사용합니다. 이 패턴은 기본 애플리케이션이나 서비스를 수정하지 않고도 다양한 서비스 인터페이스 간의 불일치를 관리할 수 있는 방법을 제공하여 설계의 적응성과 유지 관리성을 향상시킵니다.
컨테이너화는 마이크로서비스로의 전환을 지원하고 향상된 유연성, 확장성 및 유지 관리성을 제공함으로써 소프트웨어 아키텍처를 재구성했습니다. 컨테이너화가 소프트웨어 개발에 미치는 영향은 배포 가속화, 이식성 향상, 애플리케이션 관리 단순화, 확장성 향상, DevOps 지원과 같은 영역에서 분명하게 나타납니다.
결과적으로 이러한 변화를 수용하고 컨테이너화가 제공하는 이점을 활용하기 위한 새로운 소프트웨어 설계 패턴이 등장했습니다. 컨테이너화는 소프트웨어 개발의 혁신을 지속적으로 주도하여 개발자와 조직 모두 애플리케이션을 보다 효율적이고 효과적으로 생성하고 관리할 수 있도록 해줍니다.
컨테이너 오케스트레이션 및 배포 도구
컨테이너 오케스트레이션은 컨테이너의 배포, 확장 및 관리를 자동화하는 프로세스입니다. 컨테이너화의 사용이 증가함에 따라 컨테이너화된 애플리케이션 관리를 간소화하기 위한 여러 오케스트레이션 및 배포 도구의 개발이 촉진되었습니다. 최신 애플리케이션이 구축되고 실행되는 방식을 형성한 몇 가지 인기 있는 컨테이너 오케스트레이션 및 배포 도구에 대해 살펴보겠습니다.
쿠버네티스
Kubernetes 는 원래 Google에서 설계한 오픈소스 컨테이너 조정 플랫폼으로, 컨테이너 배포, 확장, 관리를 자동화할 수 있습니다. 여러 클러스터에서 컨테이너화된 애플리케이션을 실행하여 고가용성과 내결함성 기능을 제공할 수 있습니다. Kubernetes의 주요 기능 중 일부에는 자가 치유, 수평 확장, 롤링 업데이트, 스토리지 오케스트레이션 및 로드 밸런싱이 포함됩니다. Kubernetes의 주목할만한 특징은 다음과 같습니다.
- 효율적인 리소스 활용: Kubernetes는 리소스 요구 사항에 따라 컨테이너를 호스트 노드에 패키징하여 리소스 사용을 최적화합니다.
- 유연성 및 확장성: Kubernetes는 광범위한 컨테이너 런타임, 스토리지 드라이버 및 네트워크 공급자를 지원하여 컨테이너 인프라의 유연성을 극대화합니다.
- 강력한 개발자 커뮤니티: Kubernetes에는 플러그인, 통합 및 혁신적인 솔루션으로 구성된 플랫폼의 강력한 생태계에 기여하는 크고 활동적인 커뮤니티가 있습니다.
도커 스웜
Docker Swarm은 널리 사용되는 Docker 컨테이너 플랫폼을 위한 기본 컨테이너 오케스트레이션 도구입니다. 컨테이너 서비스 정의를 사용하여 분산 애플리케이션을 실행할 수 있는 Docker 노드 그룹인 떼를 형성하는 데 사용할 수 있습니다. Docker Swarm은 손쉬운 관리, 서비스 검색 및 로드 밸런싱 기능을 제공하므로 Docker 컨테이너 관리에 탁월한 선택입니다. Docker Swarm의 장점 중 일부는 다음과 같습니다.
- 단순성: Docker Swarm은 최소한의 설정과 구성만으로 간단하고 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었습니다.
- Docker 도구와의 통합: Docker Swarm은 Docker Compose 및 Docker Machine과 같은 다른 Docker 도구와 원활하게 작동하므로 Docker 생태계에 이미 익숙한 사용자에게 편리합니다.
- 플랫폼에 구애받지 않음: Docker Swarm은 Docker를 지원하는 모든 운영 체제 및 인프라에서 실행될 수 있습니다.
아파치 메소스
Apache Mesos는 분산 컴퓨팅 환경에서 리소스를 관리하고 작업 일정을 예약할 수 있는 오픈 소스 클러스터 관리 플랫폼입니다. 컨테이너 오케스트레이션(Marathon 및 Kubernetes와 같은 도구 사용)과 기본 애플리케이션 예약을 모두 지원합니다. Apache Mesos의 주요 판매 포인트는 단일 클러스터에서 수만 개의 노드를 처리할 수 있으므로 규모에 맞게 리소스를 관리할 수 있는 능력입니다. Apache Mesos의 주요 기능은 다음과 같습니다.
- 확장성: Mesos는 대규모 시스템용으로 설계되어 엄청난 양의 리소스와 작업을 처리할 수 있습니다.
- 통합 스케줄러: Mesos는 단일 스케줄러를 사용하여 컨테이너화된 워크로드와 컨테이너화되지 않은 워크로드 모두에 대한 리소스를 관리하여 다양한 애플리케이션 유형 전반에 걸쳐 리소스 관리를 단순화합니다.
- 플러그인 아키텍처: Mesos는 플러그형 스케줄링 모듈을 지원하므로 사용자는 필요에 따라 플랫폼을 맞춤 설정할 수 있습니다.
로우코드 및 No-Code 플랫폼과의 통합
로우코드 및 노코드 플랫폼은 최근 몇 년간 상당한 관심을 받아 많은 양의 코드를 작성하지 않고도 효율적인 애플리케이션 개발이 가능해졌습니다. 컨테이너화는 이러한 플랫폼의 성능 최적화, 확장성 및 유지 관리성을 향상시킬 수 있습니다. 그러한 예 중 하나가 사용자가 백엔드, 웹 및 모바일 애플리케이션을 시각적으로 구축할 수 있도록 지원하는 강력한 no-code 플랫폼인 AppMaster.io 입니다.
사용자가 '게시' 버튼을 누르면 AppMaster 소스 코드를 생성하고, 애플리케이션을 컴파일하고, Docker 컨테이너로 패키징하고, 클라우드에 배포합니다. 이러한 간소화된 접근 방식을 통해 요구 사항이 수정될 때마다 애플리케이션을 처음부터 다시 생성하여 기술적 부채를 제거하는 동시에 더욱 빠르고 비용 효과적인 애플리케이션 개발이 가능해졌습니다. low-code 및 no-code 플랫폼과 컨테이너화를 통합함으로써 모든 기술 수준의 개발자는 보다 효율적이고 확장 가능하며 액세스 가능한 애플리케이션 개발 프로세스의 이점을 누릴 수 있습니다. 컨테이너화는 다음을 통해 이러한 플랫폼의 기능을 향상시킬 수도 있습니다.
- 배포 단순화: 컨테이너는 애플리케이션과 해당 종속성을 함께 패키지하여 개발 및 프로덕션 환경 전반에 걸쳐 일관된 배포 환경을 보장합니다.
- 확장성 향상: 컨테이너화된 애플리케이션을 사용하면 특정 구성 요소를 독립적으로 확장하는 것이 쉬워져 low-code 및 no-code 플랫폼이 애플리케이션 확장에 대해 보다 세밀한 제어를 제공할 수 있습니다.
- 인프라 복잡성 감소: 컨테이너는 기본 인프라를 추상화하여 low-code 및 no-code 플랫폼이 기본 리소스를 더 쉽게 관리하고 다양한 클라우드 제공업체와 통합할 수 있도록 합니다.
컨테이너화와 low-code 또는 no-code 플랫폼 간의 시너지 효과는 보다 효율적이고 접근 가능한 애플리케이션 개발 환경을 위한 길을 열어줍니다. 컨테이너화의 이점과 이러한 플랫폼의 단순성을 결합함으로써 기업은 끊임없이 진화하는 기술 산업에서 혁신과 경쟁력을 유지할 수 있습니다.
