Docker 환경 DNS 캐시(dnsmasq) 구현으로 성능 최적화 및 모니터링

Docker 환경에서 컨테이너들이 사용하는 DNS 서버를 별도의 컨테이너로 구성하고, 캐시 기능을 포함하여 네트워크 성능을 최적화할 수 있습니다. dnsmasq를 Docker 컨테이너로 실행하여 DNS 캐시 서버를 구현하는 방법입니다.

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1. 목표

• 별도의 DNS 서버 구성: Docker 컨테이너가 공통적으로 사용할 수 있는 DNS 서버 구축.
• 성능 향상: DNS 쿼리 결과를 캐싱하여 반복적인 요청 처리 속도 향상.
• 관리 용이성: 모든 컨테이너가 동일한 DNS 캐시 서버를 사용하도록 설정.

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2. dnsmasq Docker 컨테이너 생성

DNS 캐시 서버로 사용할 dnsmasq를 Docker 컨테이너에서 실행합니다.

2.1 Dockerfile 작성

Docker 이미지를 생성하기 위해 아래와 같이 Dockerfile을 작성합니다.

FROM alpine:latest

# dnsmasq 설치
RUN apk add --no-cache dnsmasq

# 설정 파일 복사
COPY dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf

# 포트 53 열기
EXPOSE 53/udp

# dnsmasq 실행
CMD ["dnsmasq", "-k"]

2.2 dnsmasq.conf 설정 파일 작성

DNS 캐시 서버 설정을 위한 dnsmasq.conf 파일을 작성합니다.

# 캐시 크기 설정
cache-size=1000

# DNS 서버 설정
server=8.8.8.8
server=8.8.4.4

# 로그 활성화
log-queries
log-facility=/var/log/dnsmasq.log

2.3 Docker 이미지 빌드

위 파일들을 준비한 후 Docker 이미지를 빌드합니다.

docker build -t custom-dnsmasq .

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3. Docker 네트워크 구성

모든 컨테이너가 DNS 캐시 서버를 참조할 수 있도록 네트워크를 설정합니다.

3.1 Docker 네트워크 생성

DNS 캐시 서버와 애플리케이션 컨테이너 간 통신을 위한 네트워크를 생성합니다.

docker network create dns_network

3.2 dnsmasq 컨테이너 실행

생성한 네트워크를 사용하여 dnsmasq 컨테이너를 실행합니다.

docker run -d \
  --name dnsmasq-server \
  --net dns_network \
  --restart unless-stopped \
  custom-dnsmasq

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4. 컨테이너에서 DNS 서버 사용

DNS 캐시 서버를 활용하도록 다른 컨테이너를 설정합니다.

4.1 Docker Compose 파일 작성

Docker Compose를 사용하여 설정을 자동화합니다.

version: '3.7'

services:
  app:
    image: nginx
    container_name: app_container
    networks:
      - dns_network
    dns:
      - dnsmasq-server

  dnsmasq:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    container_name: dnsmasq-server
    networks:
      - dns_network
    ports:
      - "53:53/udp"
    restart: unless-stopped

networks:
  dns_network:
    driver: bridge

4.2 Docker Compose 실행

Compose 파일을 실행하여 서비스를 시작합니다.

docker-compose up -d

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5. 테스트

구성한 DNS 캐시 서버가 제대로 작동하는지 확인합니다.

5.1 DNS 쿼리 테스트

애플리케이션 컨테이너에서 dig 명령어를 사용하여 DNS 서버의 동작을 테스트합니다.

# Google.com에 대한 DNS 쿼리 수행
# 첫 번째 쿼리
$ docker exec -it app_container dig google.com

# 두 번째 쿼리로 캐시 테스트
$ docker exec -it app_container dig google.com

• 첫 번째 쿼리에서 Query time이 길고, 두 번째 쿼리에서 Query time이 줄어들면 캐시가 성공적으로 작동하는 것입니다.

5.2 DNS 요청/응답 확인

컨테이너의 DNS 요청/응답을 확인하려면 다음과 같이 tcpdump를 사용합니다.

# dnsmasq 서버에서 DNS 패킷 캡처
$ docker exec -it dnsmasq-server apk add tcpdump
$ docker exec -it dnsmasq-server tcpdump -i eth0 udp port 53

5.3 로그 확인

dnsmasq 컨테이너의 로그에서 쿼리 요청 및 캐시 히트를 확인합니다.

$ docker logs dnsmasq-server

로그에는 DNS 쿼리와 캐시 사용 여부가 표시됩니다.

query[A] google.com from 192.168.1.100
cached google.com is 172.217.169.14

5.4 로그 수집 및 모니터링

DNS 요청 및 응답 로그를 체계적으로 수집하고 모니터링하기 위해 Fluentd나 Filebeat를 활용할 수 있습니다. 예를 들어, Filebeat를 사용하여 dnsmasq 로그를 Elasticsearch로 전송한 뒤 Kibana에서 시각화할 수 있습니다.

 

Filebeat 설정 예시

filebeat.inputs:
  - type: log
    paths:
      - /var/log/dnsmasq.log

output.elasticsearch:
  hosts: ["http://elasticsearch:9200"]

Filebeat 컨테이너 실행

docker run -d \
  --name filebeat \
  -v /path/to/filebeat.yml:/usr/share/filebeat/filebeat.yml \
  -v dnsmasq-logs:/var/log/dnsmasq.log \
  docker.elastic.co/beats/filebeat:7.15.0

Kibana에서 모니터링

Kibana 대시보드를 생성하여 다음과 같은 정보를 시각화할 수 있습니다.

• 요청 빈도
• 캐시 히트율
• 가장 많이 요청된 도메인

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6. 최적화 및 유지 관리

6.1 캐시 크기 조정

dnsmasq.conf 파일에서 cache-size 값을 증가 또는 감소시켜 성능을 조정합니다.

6.2 추가 DNS 서버 설정

내부 네트워크의 DNS 서버나 외부 DNS 서버를 추가하려면 server 옵션을 수정합니다.

server=1.1.1.1
server=9.9.9.9

6.3 모니터링

dnsmasq 로그를 외부 로그 분석 도구와 연동하여 DNS 캐시 통계를 지속적으로 모니터링합니다.

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이 구성을 통해 Docker 컨테이너들이 중앙 집중화된 DNS 캐시 서버를 사용함으로써 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.

• DNS 쿼리 실패 감소
• 네트워크 성능 최적화
• 외부 DNS 서버의 부하 감소

 

구성 후에는 성능 향상 및 안정성을 통해 효율적인 Docker 환경을 운영할 수 있습니다.