도커 컨테이너와 가상 머신(VM)은 모두 가상화 기술로, 애플리케이션의 배포와 실행을 용이하게 하지만, 아키텍처, 성능, 보안 등 다양한 면에서 차이를 보입니다. 각 기술의 특성과 차이를 명확히 이해하면, 프로젝트 요구에 가장 적합한 솔루션을 선택할 수 있습니다.
실제로도 도커와 VM 모두 현업에서 많이 쓰고 있습니다. 다만 개인적으로 도커를 많이 사용하는데 처음에는 VM으로 프로그램을 운용했던 것이 도커 사용 러닝 커브를 넘는데 많은 도움을 주었던 것 같습니다. 앞선 내용에서 다양한 차이가 있다고 밝혔지만 막상 두 개를 알게 되면 또 비슷하게 느껴지기에 좀 더 각 기술을 깊이있게 파악하면 앞으로 좀 더 활용하기에 좋을 듯 합니다. 서사가 길었습니다. 본격적으로 한 번 알아보겠습니다.
1. 아키텍처 및 리소스 활용
운영 체제
- 도커 컨테이너
도커는 호스트 OS의 커널을 공유합니다. 컨테이너는 애플리케이션과 종속 라이브러리만 포함하며, 추가 OS가 없습니다. 이로 인해 가볍고 효율적인 동작이 가능합니다. 예를들어 여러 컨테이너가 하나의 Linux 커널을 공유하는 것을 들 수 있는데 이는 도커의 가장 큰 장점으로서 해당 컨테이너는 또한 하나의 내부 네트워크로 묶어 포트에 좀 더 자유롭게 서로 통신하며 운용이 가능합니다. - 가상 머신
VM은 하이퍼바이저를 통해 호스트 OS 위에 게스트 OS를 포함한 독립적인 시스템을 실행합니다. 각각의 VM은 완전한 OS를 포함하기 때문에 더 많은 리소스를 필요로 합니다. 가령 Windows 호스트 OS 위에 Linux VM 실행하는 것을 생각할 수 있습니다. 도커와 달리 해당 VM은 VM끼리 통신하려면 마치 호스트끼리 통신하듯이 방화벽이나 여러 설정들을 고려해야하며 자원이 분리되어 있기에 좀 더 안전하게 운영할 수 있지만 다소 불편하게 느껴질 수 있습니다.
리소스 효율성
- 도커는 최소한의 리소스로 다수의 컨테이너를 실행할 수 있어 가볍습니다.
예: 동일한 서버에서 수십 개의 컨테이너 실행. - VM은 각 게스트 OS가 리소스를 소모하여 더 무거운 구성이 됩니다.
예: 동일한 서버에서 몇 개의 VM 실행.
2. 성능 및 속도
부팅 시간
- 도커
컨테이너는 호스트 OS를 공유하므로 밀리초 단위로 부팅됩니다.
따라서 MSA같은 마이크로서비스 기반 애플리케이션으로 빠른 시작이 가능합니다. - VM
OS 전체를 부팅해야 하므로 몇 분이 걸릴 수 있습니다.
따라서 Windows VM은 시작이 상대적으로 매우 느림을 체감하게 될 듯 합니다.
실행 성능
- 도커는 네이티브에 가까운 성능을 제공합니다.
고성능 데이터 처리 애플리케이션 운영이 가능합니다. 비교적 도커 실행에 있어서 정말 필요한 것들만 갖고 운영하기에 가능한 점이라고 할 수 있습니다. - VM은 하이퍼바이저 오버헤드로 인해 성능이 다소 저하될 수 있습니다.
특히 데이터베이스와 같은 고부하 작업에서 성능 차이를 보일 수 있어 이런 경우는 차라리 VM이 아닌 일반 호스트 하나의 컴퓨터나 서버를 활용하는 것이 좋을 듯 합니다.
3. 보안 및 격리
격리 수준
- 도커
컨테이너는 커널을 공유하므로 완전한 격리를 제공하지 못할 수 있습니다.
가령 컨테이너 간 데이터 유출 가능성이 있습니다. 현업에서 해당 부분은 다른 부문 보안하여 처리하는데 가령 데이터를 암호화 하거나 데이터를 따로 DB에 운영하는 방식으로 하여 유출을 최소화하거나 유출에 대한 피해를 최소화하는 방식으로 합니다. - VM
각 VM은 독립적인 OS 환경을 제공하므로, 더 높은 수준의 격리가 가능합니다.
그래서 보안이 중요한 금융 애플리케이션에 적합할 듯 싶습니다. VM이 도커에 비해 상적으로 안전한 것이 VM 역시 보안 관련한 설정이 필요하긴 합니다.
4. 호환성 및 이식성
OS 호환성
- 도커
주로 Linux 배포판에서 최적화되어 작동하지만, Windows 컨테이너도 지원합니다.
예: 클라우드 기반의 Linux 서버에서 컨테이너 배포. - VM
모든 OS를 지원하므로 이식성이 더 높습니다.
예: Mac에서 Windows VM 실행.
이식성
- 도커는 표준화된 컨테이너 이미지를 사용하여 애플리케이션 이식성이 뛰어납니다. 이 말은 개발 환경과 운영 환경의 동일한 이미지 사용이 가능하다는 것입니다. 이는 반대로 어떤 컴퓨터이든 도커 위에서는 동일한 환경을 갖고 시스템을 실행 시킬 수 있다는 뜻이기도 합니다.
- VM은 OS와 전체 시스템을 백업해야 하므로 이식성이 제한적입니다.
VM 역시 이식이 가능하긴 합니다만 VM 이미지 크기가 매우 매우 커서.. 이렇게 하면 매우 비효율적이기도 하고 사실상 VM으로 이식하는 것은 다소 무식? 하다는 느낌이 들게 합니다.
5. 추가 비교: 사용 사례
스케일링
- 도커는 Kubernetes와 같은 오케스트레이션 도구를 통해 빠르고 유연한 스케일링이 가능합니다.
예: 수십 개의 컨테이너를 실시간으로 확장. - VM은 스케일링 속도가 느리고, 더 많은 리소스가 필요합니다.
예: 각 VM에 OS 설치와 부팅 과정 포함.
개발 및 테스트
- 도커는 “개발 = 운영” 환경을 제공하여 애플리케이션 개발 및 배포가 간소화됩니다.
개인적으로 CI/CD 파이프라인에 도커를 활용해서 유지보수를 용이하게 한 적이 있는데 이래서 도커를 배워야 하는거구나를 많이 느꼈습니다. - VM은 전체 시스템 테스트와 복잡한 시뮬레이션에 적합합니다. Windows 서버 테스트를 할 때를 예로 들 수 있습니다.
6. 요약 및 선택 가이드
위 내용을 고려해서 각각 어떤 작업을 할 때 도커가 좋을지? VM이 좋을 지를 결정하기 위한 상황들을 정리해보았습니다. 이게 절대적이진 않지만 보편적으로 이렇게 많이 고려하니 참고하셔서 작업하시면 될듯합니다.
도커 컨테이너가 적합한 경우
- 경량 애플리케이션을 빠르게 배포하고 싶을 때.
- 마이크로서비스 아키텍처를 사용하고자 할 때.
- 리소스 효율성과 빠른 스케일링이 중요할 때.
가상 머신이 적합한 경우
- 완전한 OS 격리가 필요할 때.
- 다양한 OS 환경에서 애플리케이션을 실행할 때.
- 레거시 시스템을 유지 관리해야 할 때.