불좀 꺼줄래? 내 Docker좀 보게 PART 5 - Docker 볼륨 사용하기

Docker 데이터 저장하기

리눅스 컨테이너 즉 docker는 프로세스 형태로 자원을 격리하여 사용하기 때문에 컨테이너가 삭제되면 기존에 저장되었던 데이터는 사라진다. 이를 예방하기 위해서 docker volume을 사용하거나 로컬 컴퓨터 파일에 마운트 하여 docker 내부에 생성되는 데이터를 저장하는 과정이 필요하다. 이번에는 postgres 데이터베이스를 통해서 실습을 진행하도록 하겠다.

$ docker run -p 5432:5432 --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=1q2w3e4r -d postgres

Unable to find image 'postgres:latest' locally
latest: Pulling from library/postgres
d121f8d1c412: Already exists
9f045f1653de: Pull complete
fa0c0f0a5534: Pull complete
54e26c2eb3f1: Pull complete
cede939c738e: Pull complete
69f99b2ba105: Pull complete
218ae2bec541: Pull complete
70a48a74e7cf: Pull complete
c0159b3d9418: Pull complete
353f31fdef75: Pull complete
03d73272c393: Pull complete
8f89a54571bf: Pull complete
4885714928b5: Pull complete
3060b8f258ec: Pull complete
Digest: sha256:0171a93d62342d2ab2461069609175674d2a1809a1ad7ce9ba141e2c09db1156
Status: Downloaded newer image for postgres:latest
2093fec3b2acf3ef12a69268a5652625e2344b85a3ed6b9a50c009024caac548

$ docker ps -a 
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS                    NAMES
2093fec3b2ac        postgres            "docker-entrypoint.s…"   2 minutes ago       Up 2 minutes                0.0.0.0:5432->5432/tcp   postgres

여기서 처음 보는 명령어들이 많이 보이는데, -e 옵션의 경우 docker의 환경변수를 지정하는 것이다. 각각의 환경변수는 이미지에 따라서 다르기 때문에 Docker Hub의 내용을 확인하길 바란다.

다음 컨테이너에 접속하여 사용자와 데이터베이스를 생성하고 테이블을 만든다.

$ docker exec -it postgres /bin/bash

root@ac61c662ee4c:/# psql -U postgres
psql (13.0 (Debian 13.0-1.pgdg100+1))
Type "help" for help.

postgres=# CREATE USER seongwon PASSWORD '1q2w3e4r' SUPERUSER;
CREATE ROLE

postgres=# CREATE DATABASE test OWNER seongwon;
CREATE DATABASE

postgres=# \c test seongwon
You are now connected to database "test" as user "seongwon".
test=# CREATE TABLE star (
id integer NOT NULL,
name character varying(255),
class character varying(32),
age integer,
radius integer,
lum integer,
magnt integer,
CONSTRAINT star_pk PRIMARY KEY (id)
);
CREATE TABLE

test=# \dt
        List of relations
 Schema | Name | Type  |  Owner
--------+------+-------+----------
 public | star | table | seongwon
(1 row)

가장 기본적인 데이터베이스 생성과정을 완료하였다. 첫 번째로 컨테이너를 종료하고 다시 시작했을 때, 데이터가 남아있는지 확인해 보도록 하겠다.

$ docker exec -it postgres /bin/bash

root@ac61c662ee4c:/#  psql -U postgres
psql (13.0 (Debian 13.0-1.pgdg100+1))
Type "help" for help.

postgres=# \du
                                   List of roles
 Role name |                         Attributes                         | Member of
-----------+------------------------------------------------------------+-----------
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication, Bypass RLS | {}
 seongwon  | Superuser                                                  | {}

postgres=# \c test seongwon
You are now connected to database "test" as user "seongwon".

test=# \dt
        List of relations
 Schema | Name | Type  |  Owner
--------+------+-------+----------
 public | star | table | seongwon
(1 row)

컨테이너만 종료되고 다시 시작했을 때는 기존에 저장되어 있던 데이터가 잘 살아 있는 것을 확인할 수 있다. 이번에는 컨테이너를 삭제해 보도록 하겠다.

$ docker stop postgres 
postgres

$ docker rm postgres
postgres

$ docker exec -it postgres /bin/bash
Error: No such container: postgres

컨테이너가 삭제되었기 때문에 다시 접속할 수가 없으며, 이때는 다시 컨테이너를 생성해야 하기 때문에 docker run을 다시 실행해야 한다.

$ docker run -p 5432:5432 --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=1q2w3e4r -d postgres
$ docker exec -it postgres /bin/bash

root@fd7f90041ffa:/# psql -U postgres
psql (13.0 (Debian 13.0-1.pgdg100+1))
Type "help" for help.

postgres=# SELECT * FROM PG_USER;
 usename  | usesysid | usecreatedb | usesuper | userepl | usebypassrls |  passwd  | valuntil | useconfig
----------+----------+-------------+----------+---------+--------------+----------+----------+-----------
 postgres |       10 | t           | t        | t       | t            | ******** |          |
(1 row)

postgres=# \q

지금까지 생성했던 계정 자체가 존재하지 않는다. 즉 해당 컨테이너를 생성하고 데이터를 변경했을 때, 컨테이너만 종료했을 경우 컨테이너 내부에 있는 데이터는 그대로 남아 있지만 컨테이너 자체를 삭제하는 경우 해당 베이스 이미지만 그대로 사용하기 때문에 더 이상 데이터가 남아 있지 않으며, 이 경우 우리가 했던 과정을 처음부터 다시 해야 한다. 따라서 데이터를 종속시키기 위해서는 컨테이너 볼륨이나 로컬 컴퓨터에 데이터를 저장할 수 있는 공간을 따로 생성하여 외부에 저장할 수 있는 상태로 만들어야 하며, 이를 통해 데이터를 보관할 수 있게 할 수 있다. 다음은 볼륨과 마운트를 통해 데이터를 저장하는 방법을 보여준다.

# 모든 컨테이너를 종료하고 삭제한다. 
$ docker stop $(docker ps -a -q)
$ docker rm $(docker ps -a -q)

$ docker volume create pgdata # 데이터를 저장할 볼륨을 생성한다. 
pgdata

$ docker run -p 5432:5432 --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=1q2w3e4r -d -v pgdata:/var/lib/postgresql/data postgres

생성된 볼륨을 -v 옵션을 통해 지정해주었다. 다시 컨테이너에 접속하여 계정을 생성해 보고, 컨테이너 삭제 후에 계정 정보가 남아 있는지 확인해 보도록 하겠다.

docker exec -it postgres /bin/bash
root@608f0aa10061:/# psql -U postgres
psql (13.0 (Debian 13.0-1.pgdg100+1))
Type "help" for help.

postgres=# CREATE USER seongwon PASSWORD '1q2w3e4r' SUPERUSER;
postgres=# \du
                                   List of roles
 Role name |                         Attributes                         | Member of
-----------+------------------------------------------------------------+-----------
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication, Bypass RLS | {}
 seongwon  | Superuser                                                  | {}

$ docker stop postgres
$ docker rm postgres
$ docker run -p 5432:5432 --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=1q2w3e4r -d -v pgdata:/var/lib/postgresql/data postgres
791984a503b91542aaadd48703c6b694e745b3004c3a7c2f00d0eedf91cf27ea

$ docker exec -it postgres /bin/bash

root@791984a503b9:/# psql -U postgres
psql (13.0 (Debian 13.0-1.pgdg100+1))
Type "help" for help.

postgres=# \du
                                   List of roles
 Role name |                         Attributes                         | Member of
-----------+------------------------------------------------------------+-----------
 postgres  | Superuser, Create role, Create DB, Replication, Bypass RLS | {}
 seongwon  | Superuser                                                  | {}

postgres=# \q

컨테이너를 삭제했음에도 불구하고 계정 정보가 저장되어 있는 것을 확인할 수 있다. 그렇다면 볼륨 정보는 어디에 저장되어 있을까?

$  docker volume list
local               pgdata

$ docker volume inspect pgdata
[
    {
        "CreatedAt": "2020-10-09T07:13:50Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/pgdata/_data",
        "Name": "pgdata",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

각 운영체제 별로 상의할 수 있으나 위의 명령을 통해서 볼륨 리스트와 해당 볼륨의 위치 및 상세 정보를 확인할 수 있다. 다음으로 해당 볼륨을 삭제하고 로컬 컴퓨터에 디렉터리를 생성하여 데이터를 저장하는 방법을 알아보도록 하겠다.

$ docker volume remove pgdata
Error response from daemon: remove pgdata: volume is in use - [791984a503b91542aaadd48703c6b694e745b3004c3a7c2f00d0eedf91cf27ea] 

# docker 컨테이너가 실행되고 있는 상태에서 볼륨을 삭제하는 경우에는 에러가 발생하기 때문에 컨테이너를 종료하고 볼륨을 삭제한다. 
$ docker stop postgres
postgres

$ docker rm postgres
postgres

$ docker volume remove pgdata
pgdata

# docker에서 모든 볼륨을 삭제하고 싶다면 다음 명령을 입력한다. 
$  docker volume prune
WARNING! This will remove all local volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y 
Total reclaimed space: 7.402GB

$ mkdir pgdata

$ docker run -p 5432:5432 --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=1q2w3e4r -d -v ~/pgdata:/var/lib/postgresql/data postgres
06006c5d1160b471eaeb73b429e6a08329f9087a7f32b86aab811fe7e4246a65

상대 경로에 pgdata라는 디렉터리를 만들고 -v 옵션을 통해 해당 디렉터리랑 마운트 한 것을 볼 수 있다. 해당 디렉터리로 이동하여 postgresql 데이터가 저장되어 있는지 확인한다.

$ cd pgdata
$ ls -l
total 112
-rw-------   1 seongwon  staff      3 10  9 16:35 PG_VERSION
drwx------   5 seongwon  staff    160 10  9 16:35 base
drwx------  59 seongwon  staff   1888 10  9 16:35 global
drwx------   2 seongwon  staff     64 10  9 16:35 pg_commit_ts
drwx------   2 seongwon  staff     64 10  9 16:35 pg_dynshmem
-rw-------   1 seongwon  staff   4782 10  9 16:35 pg_hba.conf
-rw-------   1 seongwon  staff   1636 10  9 16:35 pg_ident.conf
drwx------   5 seongwon  staff    160 10  9 16:35 pg_logical
drwx------   4 seongwon  staff    128 10  9 16:35 pg_multixac
...

실제 로컬 컴퓨터에 postgresql를 사용하기 위한 데이터가 저장되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이 상태에서 위와 동일한 방법으로 진행하면 컨테이너 내부에서 변경된 모든 데이터는 해당 디렉터리가 삭제되지 않는 이상 사라지지 않으며, 설정 파일을 직접 수정하여 적용할 수도 있다. 이러한 특성을 살려서 CIFS나 NFS를 통한 외부 스토리지에 저장하여 데이터를 저장하는 방식을 채택할 수 있다.

리눅스의 경우 해당 디렉터리에 퍼미션으로 인해 접속이 되지 않을 수도 있다. 이 경우 root 권한으로 접속해서 볼 수 있으며, 만약 디렉터리를 만들었음에도 불구하고 데이터가 저장되지 않거나 컨테이너가 제대로 실행되지 않은 경우, 소유자 권한 오류로 인해서 docker 컨테이너가 해당 디렉터리에 접근하지 못할 가능성이 크다. 따라서 이런 에러가 발생하는 경우에는 소유자 권한을 변경하면 정상적으로 사용할 수 있다.

$ sudo chown -R 200:200 some_dir 

또한 컨테이너를 실행할 때, 디렉터리를 마운트 하는 경우에는 대부분 절대 경로를 사용하는 것을 추천한다. 이는 해당 상황에 따라서 다르긴 하지만 절대 경로로 작성하는 것이 실수를 줄일 수 있는 좋은 방법이 된다.