IT 20년차의 복합 비즈니스 도전

이전 강의에서 Docker 배포 전략과 Private Registry 등을 배웠다면, 이제는 컨테이너 오케스트레이션의 한 축인 Docker Swarm을 활용해 클러스터링과 서비스 스케일링을 살펴봅니다.

🚀 강의 목표

• Docker Swarm의 개념과 구성 방식을 이해합니다.
• 단일 머신(혹은 여러 머신)에서 Swarm 클러스터를 직접 구축해봅니다.
• Swarm 서비스(Service) 생성, 스케일링, 업데이트 과정을 실습합니다.
• Swarm 모드 운영 중 발생할 수 있는 문제를 Tip 형태로 함께 살펴봅니다.

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1. Docker Swarm이란?

Docker Swarm은 Docker가 자체적으로 제공하는 컨테이너 오케스트레이션 솔루션입니다.

• 주요 역할
  • 다수의 Docker 데몬을 하나의 가상화된 클러스터로 묶어 관리.
  • 원하는 만큼 서비스를 확장(스케일 아웃)하거나, 장애 발생 시 다른 노드로 서비스를 재배치(내결함성)할 수 있음.
• **Kubernetes(K8s)**와 마찬가지로 오케스트레이션을 제공하지만, 비교적 설정이 간단하고 Docker CLI와의 통합이 잘 되어 있습니다.

Tip: Swarm vs Kubernetes

• Kubernetes는 더욱 강력하고 풍부한 생태계를 제공하지만, 설정이 복잡합니다.
• Swarm은 Docker CLI 기반이며, 학습 곡선이 낮습니다. 소규모 환경이나 단순한 클러스터링 용도라면 Swarm도 훌륭한 선택입니다.

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2. Swarm 클러스터 기본 구성

2.1 주요 개념

1. Manager 노드: 클러스터 상태 및 서비스 배포를 총괄.
2. Worker 노드: 실제 컨테이너를 실행하고, 워크로드를 담당.

2.2 단일 머신(로컬)에서 Swarm 모드 활성화

docker swarm init --advertise-addr <호스트_IP>

• 결과: 터미널에 docker swarm join --token ... 명령어가 표시되며, Worker 노드로 합류할 수 있는 토큰이 발급됩니다.
• 단일 머신 테스트 시 <호스트_IP>를 127.0.0.1 또는 현재 PC의 내부 IP로 설정할 수 있습니다.

Tip: VirtualBox나 Docker Desktop

• Windows/macOS에서 Docker Desktop을 사용할 경우, docker swarm init로 로컬 Swarm 클러스터 구성이 가능합니다.
• 여러 VM(Ubuntu 등)을 띄워 네트워크로 묶어서 실제 다중 노드 클러스터를 구성하는 연습도 좋습니다.

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3. Worker 노드 추가 (멀티 노드 구성 시)

3.1 Worker 노드 합류

• Manager 노드에서 발급된 join 토큰을 Worker 노드에서 실행:

  docker swarm join --token SWMTKN-1-xxxx <Manager_IP>:2377
  

  • <Manager_IP>: Manager가 구동 중인 호스트 IP
  • 2377: Swarm이 사용하는 기본 포트.

3.2 노드 상태 확인

docker node ls

• Manager 노드에서 위 명령어를 실행해 보면, Ready 상태의 Worker 노드를 확인할 수 있습니다.

Tip: 노드가 잘 등록되지 않는 경우

1. 방화벽 설정 확인 (TCP 2377, 7946, 4789 포트 등).
2. Manager와 Worker가 같은 서브넷에 있거나, 필요한 포트를 열어둬야 합니다.

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4. Swarm 서비스(Service) 배포

4.1 간단한 웹 서비스 예시

docker service create --name my-web \
  --publish 8080:80 \
  --replicas 2 \
  nginx

• 서비스명: my-web
• 포트 매핑: 8080(호스트) → 80(컨테이너)
• 복제 수: --replicas 2 → 2개의 컨테이너 실행
• 이미지: nginx

4.2 서비스 상태 확인

docker service ls

• REPLICAS가 2/2로 표시되면, 원하는 컨테이너 수가 정상적으로 실행 중임을 의미합니다.

Tip: 도메인 기반 서비스 라우팅
Swarm 모드에서는 --publish를 사용해 로드밸런싱도 가능하지만, 복잡한 호스트 이름별 라우팅은 Traefik, Nginx Proxy Manager 같은 별도 리버스 프록시를 사용하여 처리하는 편이 좋습니다.

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5. Swarm 서비스 스케일링, 업데이트

5.1 스케일링

docker service scale my-web=5

• my-web 서비스의 컨테이너 복제 수를 5개로 늘립니다.
• Swarm은 자동으로 클러스터 내 남는 노드를 찾아 컨테이너를 분산 배치합니다.

5.2 롤링 업데이트

docker service update --image nginx:1.21 my-web

• Nginx 버전을 nginx:1.21로 업데이트.
• 기본적으로 롤링 업데이트 방식으로, 하나씩 새 컨테이너를 띄운 뒤 이전 컨테이너를 내리는 식으로 진행합니다.

Tip: 롤백
서비스 업데이트 후 문제가 생기면, docker service update --rollback my-web 명령으로 이전 버전으로 되돌릴 수 있습니다.

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6. Swarm 네트워크(Overlay Network)

6.1 Overlay 네트워크 생성

docker network create -d overlay my-overlay

• Swarm 클러스터 전역에서 사용할 수 있는 overlay 네트워크 생성.

6.2 서비스에 연결

docker service create --name redis \
  --network my-overlay \
  redis

• my-overlay 네트워크에 연결된 redis 서비스를 생성.
• 같은 네트워크에 연결된 다른 서비스는 redis라는 서비스 이름으로 접근 가능합니다.

Tip: Overlay 네트워크 포트
노드 간 통신에 7946/udp, 4789/udp 등이 사용됩니다. 방화벽이 막혀 있다면 설정을 해제해야 서비스 간 통신이 정상적으로 이루어집니다.

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7. Node 장애 대처 및 고가용성(HA)

1. Manager 장애
   • Swarm은 Manager 노드가 여러 대 있으면, 리더 선출 방식을 통해 자동으로 마스터를 재선출합니다.
   • Manager 노드는 홀수(1, 3, 5...) 대로 운영하는 것을 권장합니다(Quorum 개념).
2. Worker 장애
   • Worker 노드 장애 시, 그 노드에서 실행 중이던 컨테이너가 다른 노드에서 자동으로 재배치됩니다(Replica 보장).

Tip: Manager 리더

• docker node ls 로 보면 어떤 노드가 LEADER 인지 표시됩니다.
• Manager 노드가 1대뿐이라면, 그 노드가 다운되면 Swarm 전체 관리가 불가능해지므로 적어도 3대의 Manager 노드를 구성하는 것이 안전합니다.

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📝 정리

1. Swarm 모드는 Docker의 내장 오케스트레이션 기능으로, 간단한 클러스터링과 서비스 확장을 손쉽게 구현합니다.
2. docker swarm init → docker swarm join → docker service create 등의 과정을 통해 다중 노드 환경에서 컨테이너를 스케일링하고 롤링 업데이트를 수행할 수 있습니다.
3. 고가용성과 네트워크 구성을 위해 Manager 노드 다중화, Overlay 네트워크 활용 등이 필수적입니다.

다음 강의 예고

다음 9강에서는 Kubernetes(쿠버네티스)와 Docker의 연계 또는 Swarm과 K8s의 비교를 다뤄볼 예정입니다.

• Kubernetes의 주요 개념(Pod, Service, Deployment)
• Docker 이미지로 Kubernetes 클러스터 배포
• Helm, Ingress, etc. 의 확장 생태계

Docker Swarm으로 쉽고 빠르게 컨테이너 클러스터 환경을 맛본 뒤, 더 복잡한 스케일이 필요한 경우 Kubernetes도 고려해 보세요! 😊

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더 알아보기: Docker 공식 문서 - Swarm