Docker(Linux Container)와 Bare-Metal 기반 가상 머신 방식 비교 분석 및 성능향상

Abstract

여러 논문에서 가상 머신 방식과 Container 방식에 대하여 Compute, Network, Disk 등 다양한 항목으로 성능평가를 진행 하였으며, 대부분의 논문들이 Docker의 우수성을 평가 하였다. 하지만 대부분의 비교 방식이 Hosted 기반 가상화 기술이거나 Bare-Metal 방식 기술이긴 하지만 상대적으로 시장 점유율이 낮은 KVM(Kernel based Virtual Machine)정도와의 비교였다. 그래서 본 논문에서는 기존 논문들과는 차별화 되게 현재 전 세계적으로 많이 사용하고 있는 상용제품인 VMware vSphere(Bare-Metal 기반 가상화 기술)과 비교 분석하여, 성능 평가를 진행하였다. 평가 항목은 Object(가상 머신, Container) 생성 속도, 부팅 속도, 재부팅 속도와 같이 운영에 있어서 중요한 작업 속도에 대한 평가, 그리고 CPU, Memory, Disk 점유율, 그리고 가장 중요한 Disk I/O성능 순이다. Disk I/O의 경우는 Sequential I/O를 발생 시켰을 때, 최대 I/O수치를 사용하는 반면에 Random I/O를 발생 시켰을 때, 최대 I/O수치에서 점감 할 것이라는 부분을 착안하여 거듭제곱 모델을 적용해서 각 Object들이 추가 될 때마다 점감되는 I/O 수치를 예측 하였고, 테스트한 수치와 거의 매칭 되는 결과가 나왔다. 그리고 예측 값과 실제 테스트 한 값을 비교하여 테스트를 지속 할수록 I/O값이 수렴하는 것도 확인하였다. I/O 평가 결과는 Docker 기준으로 생성 속도에서 77배 이상 더 빨랐으며, 부팅시간과 재부팅 시간은 각각 39배 이상, 2.1배 이상 빨랐다. CPU 점유율은 4배, Memory 점유율은 6배, Disk 점유율은 46배의 차이가 났지만, Disk 성능에서는 Read/Write I/O 측면에서 Dcoker가 느린 결과가 나왔다. 하지만 성능 개선 작업을 진행 후 테스트를 진행 하였을 때는 Docker가 Disk 성능에서 4배이상 빠른 결과가 나왔다. 아직 Docker가 오픈 소스로서의 한계가 있지만 초기 단계임을 감안 한다면 향후 다방면에서 활용 되어 질것으로 보이며, 지속적으로 연구 할 가치가 있는 기술이라고 생각한다.