컨테이너 격리는 개별 컨테이너를 서로 분리하고 호스트 시스템에서 분리하는 메커니즘을 나타냅니다. 컨테이너 격리는 소프트웨어 애플리케이션과 기본 시스템 환경의 보안과 무결성을 보장하는 데 중요합니다.
컨테이너 격리의 진화와 첫 번째 언급
컨테이너 격리라는 아이디어는 운영 체제의 프로세스 격리 필요성에서 탄생했습니다. 1982년 Unix 계열 시스템용으로 개발된 Chroot는 컨테이너화를 향한 첫 번째 주요 단계였지만 제한된 격리 기능을 제공했습니다.
컨테이너 격리에 대한 현대적인 개념은 2000년대 초반 FreeBSD Jail과 Solaris Zone이 도입되면서 등장했습니다. 그러나 컨테이너화가 상당한 탄력을 받기 시작한 것은 2008년 Linux 컨테이너(LXC)가 도입된 이후였습니다. LXC는 단일 Linux 호스트에서 여러 개의 격리된 Linux 시스템(컨테이너)을 실행할 수 있는 가상 환경을 생성하도록 설계되었습니다.
“컨테이너 격리”라는 용어는 2013년 Docker의 출현과 함께 각광을 받았습니다. Docker는 자체 라이브러리인 libcontainer로 대체되기 전에 초기 단계에서 LXC를 활용했습니다.
컨테이너 격리에 대해 자세히 알아보기
컨테이너 격리는 애플리케이션이 서로 간섭하지 않고 실행될 수 있는 독립적인 공간을 만드는 것입니다. 이는 네임스페이스, cgroup(제어 그룹) 및 계층화된 파일 시스템을 포함한 여러 기술과 Linux 커널 기능을 사용합니다.
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네임스페이스: 네임스페이스는 프로세스가 볼 수 있는 내용을 제한하여 운영 체제 환경에 대한 프로세스의 관점을 격리합니다. 다양한 유형의 네임스페이스에는 프로세스 ID(PID) 네임스페이스, 네트워크 네임스페이스, 마운트 네임스페이스 및 사용자 네임스페이스가 포함됩니다.
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C그룹: 제어 그룹은 프로세스가 사용할 수 있는 것(예: CPU, 메모리, 네트워크 대역폭 등)을 제한합니다. 또한 리소스 사용량의 우선 순위를 지정하고 계산하는 데에도 도움이 됩니다.
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계층화된 파일 시스템: 이를 통해 이미지 레이어를 분리하고 오버레이할 수 있으며 Docker 이미지와 컨테이너를 관리하는 데 중요합니다.
컨테이너 격리의 내부 구조 및 작동 방식
아키텍처 관점에서 컨테이너 격리는 다음 구성 요소를 사용하여 달성됩니다.
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컨테이너 런타임: Docker, Containerd, CRI-O 등 컨테이너를 실행하고 관리하는 소프트웨어입니다.
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컨테이너 이미지: 이는 소프트웨어를 실행하는 데 필요한 모든 것을 포함하는 경량의 독립 실행형 실행 패키지입니다.
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컨테이너 엔진: 이는 호스트 시스템의 커널을 활용하여 컨테이너를 생성하는 기본 소프트웨어입니다.
컨테이너 격리 워크플로에는 다음 단계가 포함됩니다.
- 컨테이너 런타임은 필요한 컨테이너 이미지를 가져옵니다.
- 이미지가 컨테이너 엔진에 로드됩니다.
- 컨테이너 엔진은 네임스페이스, cgroup 및 이미지의 파일 시스템을 사용하여 격리된 환경을 생성합니다.
- 그런 다음 컨테이너 내의 애플리케이션이 실행되고 다른 컨테이너 및 호스트 시스템과 격리됩니다.
컨테이너 격리의 주요 특징
- 보안: 컨테이너는 서로 격리되어 있어 한 컨테이너의 취약점이나 버그가 다른 컨테이너에 영향을 미치는 것을 방지합니다.
- 자원 제어: cgroup을 통해 컨테이너는 시스템 리소스의 공유를 제어하여 단일 컨테이너가 리소스를 독점하는 것을 방지합니다.
- 이식성: 컨테이너 격리는 애플리케이션과 해당 종속성을 단일 단위로 캡슐화하여 소프트웨어가 다양한 환경에서 일관되게 실행되도록 보장합니다.
- 능률: 컨테이너는 호스트 커널을 공유하므로 가벼우며 기존 VM보다 훨씬 빠르게 시작됩니다.
컨테이너 격리 유형
컨테이너 격리의 기본 아이디어는 동일하게 유지되지만 다양한 플랫폼이 다양한 방식으로 격리를 제공하도록 발전했습니다. 아래 표에는 몇 가지 주요 컨테이너 플랫폼과 고유한 측면이 요약되어 있습니다.
| 컨테이너 플랫폼 | 설명 |
|---|---|
| 도커 | 프로세스를 격리하여 실행하는 경량 컨테이너를 제공하기 위해 높은 수준의 API를 제공합니다. |
| LXC(리눅스 컨테이너) | 별도의 커널이 필요 없이 표준 Linux 설치에 최대한 가까운 환경을 제공합니다. |
| Rkt (로켓) | 보안, 단순성 및 구성 가능성에 중점을 두고 서버 환경을 위해 설계되었습니다. |
| 컨테이너 | 스토리지, 이미지 배포, 네트워크 인터페이스를 포함하여 전체 컨테이너 수명주기를 관리하는 상위 수준 컨테이너 런타임입니다. |
| 크리오 | Kubernetes용으로 특별히 제작된 경량 컨테이너 런타임으로, 베어메탈 애플리케이션 속도와 microVM 추상화 간의 균형을 제공합니다. |
컨테이너 격리 사용: 문제 및 해결 방법
컨테이너 격리는 CI/CD(지속적 통합/지속적 전달), 마이크로서비스 아키텍처, 클라우드 네이티브 애플리케이션을 포함하여 소프트웨어 개발 및 배포에서 다양한 목적으로 사용됩니다.
그러나 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
- 보안 문제: 격리에도 불구하고 컨테이너는 호스트의 커널을 공유하므로 잠재적인 공격 표면이 됩니다. 솔루션에는 정기적인 업데이트와 패치, Seccomp, AppArmor 또는 SELinux와 같은 추가 보안 도구 사용이 포함됩니다.
- 성능 오버헤드: 컨테이너가 너무 많으면 시스템 리소스 경합이 발생할 수 있습니다. 효율적인 리소스 관리와 로드 밸런싱은 이 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 복잡성: 특히 마이크로서비스 아키텍처에서 많은 컨테이너를 관리하는 것은 복잡할 수 있습니다. Kubernetes 또는 Docker Swarm과 같은 컨테이너 오케스트레이션 도구는 이러한 복잡성을 관리할 수 있습니다.
컨테이너 격리를 유사한 용어와 비교
컨테이너 격리와 가상화를 혼동해서는 안 됩니다. 둘 다 애플리케이션 실행을 위한 격리된 환경을 제공하더라도 마찬가지입니다.
- 가상 머신(VM): VM은 각각 자체 운영 체제를 갖춘 완전한 호스트를 에뮬레이션하는 것을 기반으로 합니다. VM은 컨테이너에 비해 더 무겁고 부팅 시간이 더 깁니다.
- 컨테이너: 컨테이너는 호스트의 OS 커널을 공유하므로 가볍고 부팅 속도가 빠릅니다. VM에서처럼 시스템 수준 격리가 아닌 프로세스 수준 격리를 제공합니다.
컨테이너 격리의 미래 전망과 기술
앞으로 컨테이너 격리 기술은 특히 보안 측면에서 더욱 발전할 것으로 예상됩니다. WebAssembly(Wasm) 및 eBPF(extended Berkeley Packet Filter)를 채택하면 더 작고 빠르며 안전한 차세대 컨테이너를 볼 수 있습니다.
microVM의 개념도 주목을 받고 있습니다. Firecracker와 같은 MicroVM은 기존 VM의 보안 이점과 컨테이너의 리소스 효율성을 제공하므로 다중 테넌트 환경에 이상적입니다.
프록시 서버 및 컨테이너 격리
프록시 서버는 컨테이너 격리를 통해 상당한 이점을 얻을 수 있습니다. OneProxy와 같은 프록시 공급자는 여러 클라이언트의 데이터를 처리하므로 컨테이너 격리는 각 클라이언트의 작업을 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 한 클라이언트의 활동이 손상되더라도 다른 클라이언트는 영향을 받지 않으므로 보안이 강화됩니다.
컨테이너 오케스트레이션 플랫폼을 사용하여 프록시 공급자는 컨테이너로 배포된 수천 대의 프록시 서버의 수명주기를 효율적으로 관리할 수 있습니다. 이 접근 방식은 확장성, 유지 관리성 및 내결함성을 향상시킵니다.
관련된 링크들
컨테이너 격리에 대한 자세한 내용은 다음 리소스를 참조하세요.
- Docker: Docker Compose 개요
- 쿠버네티스: 쿠버네티스란 무엇인가?
- LXC: Linux 컨테이너
- CRI-O: Kubernetes용 경량 컨테이너 런타임
- Firecracker: 서버리스 컴퓨팅을 위한 안전하고 빠른 microVM
컨테이너 격리는 현재 클라우드 네이티브 애플리케이션 물결의 핵심이며 강력하고 확장 가능하며 안전한 애플리케이션 배포를 약속합니다. 기술 산업, 특히 프록시 서버 제공업체와 같은 분야에서의 관련성은 계속해서 커질 것입니다.
