Docker 스토리지 드라이버: overlay2 완전 정복

지난 글에서 로그 드라이버를 살펴봤다. 이번에는 Docker 이미지와 컨테이너 데이터가 실제 디스크에 어떻게 저장되는지 제어하는 스토리지 드라이버를 정리한다.

스토리지 드라이버란

Docker 이미지는 레이어(layer)로 구성된다. 스토리지 드라이버는 이 레이어들을 디스크에 관리하고 컨테이너가 실행될 때 하나의 통합 파일 시스템으로 제공하는 역할을 한다.

현재 권장되는 기본 드라이버는 overlay2다. 리눅스 커널에 내장된 OverlayFS를 사용하며, 성능과 안정성 모두 좋다.

overlay2 구조

overlay2는 이미지 레이어를 lower directories(읽기 전용), 컨테이너 쓰기 레이어를 upper directory(읽기/쓰기), 그리고 이 둘을 합성한 merged view로 구성한다.

컨테이너가 파일을 읽으면 merged view에서 상위 레이어(upper)부터 순서대로 찾는다. upper에 없으면 하위 lower 레이어에서 찾는다.

Copy-on-Write (CoW)

읽기 전용 레이어의 파일을 수정하면 전체 파일을 upper directory로 복사한 다음 수정한다. 이것이 CoW(Copy-on-Write)다.

이 덕분에 여러 컨테이너가 같은 이미지 레이어를 공유할 수 있다. 100개의 nginx 컨테이너를 실행해도 nginx 바이너리는 디스크에 한 번만 저장된다.

파일 삭제는 lower 레이어에서 실제로 제거하지 않고 upper 디렉터리에 whiteout 파일을 생성해 merged view에서 숨긴다.

실제 디렉터리 구조

# overlay2 저장 위치
ls /var/lib/docker/overlay2/

# 특정 컨테이너의 레이어 확인
docker inspect <container> \
  --format '{{json .GraphDriver.Data}}' | python3 -m json.tool

# 출력 예시
{
  "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/abc.../diff:...",
  "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/xyz.../merged",
  "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/xyz.../diff",
  "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/xyz.../work"
}

WorkDir은 OverlayFS 내부 작업 디렉터리로 파일 이동 원자성을 위해 필요하다.

드라이버 확인 및 변경

# 현재 사용 중인 스토리지 드라이버 확인
docker info --format '{{.Driver}}'

# 상세 정보
docker info | grep -A 5 "Storage Driver"

변경이 필요하면 /etc/docker/daemon.json에서 설정한다.

{
  "storage-driver": "overlay2"
}

변경 후 sudo systemctl restart docker가 필요하다. 기존 이미지와 컨테이너 데이터가 이전되지 않으므로 변경 전 데이터를 백업하거나 docker system prune으로 정리한다.

드라이버별 특징

overlay2가 작동하지 않는 경우 — XFS를 사용하는데 ftype=0으로 포맷된 경우다.

# xfs ftype 확인
xfs_info /var/lib/docker | grep ftype

# ftype=0이면 overlay2 불가 — 재포맷 또는 vfs로 변경

성능 고려사항

쓰기 집중 작업 — 데이터베이스처럼 파일을 자주 수정하는 서비스는 CoW 오버헤드가 있다. 이런 경우 데이터를 Docker volume에 저장하면 스토리지 드라이버를 거치지 않아 성능이 좋다.

레이어 수 — Dockerfile 레이어가 많을수록 LowerDir 스택이 깊어진다. overlay2는 최대 128개 lower layer를 지원한다. 실제로는 수십 개 정도면 성능 차이가 거의 없다.

메모리 사용 — OverlayFS는 페이지 캐시를 공유한다. 같은 파일을 여러 컨테이너가 읽으면 캐시도 공유되어 메모리 효율이 좋다.

레이어 디스크 사용량 확인

# 이미지별 레이어 크기
docker image ls --format "table {{.Repository}}\t{{.Tag}}\t{{.Size}}"

# 이미지 레이어 상세 (각 레이어 크기 포함)
docker image history <image>

# 전체 Docker 디스크 사용량
docker system df
docker system df -v   # 상세 (이미지·컨테이너·볼륨별)

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지난 글: Docker 로깅 드라이버: 로그 수집·전달 완전 정복

다음 글: docker system prune: 사용하지 않는 리소스 일괄 정리

읽어주셔서 감사합니다. 😊