docker cgroup 资源控制

docker cgroup 资源控制

  • 一、Cgroup简介
  • 二、Cgroup子系统
  • 三、stress工具
    • (一)、stress工具简介
    • (二)、使用stress压力测试工具来测试CPU和内存使用状况
    • (三)、CPU周期限制
    • (四)、CPU Core控制
  • 四、CPU配额控制参数的混合使用
  • 五、内存限额
  • 六、Block IO的限制
  • 七、bps和iops的限制

一、Cgroup简介

Docker通过Cgroup来控制容器使用的资源配额,包括CPU、内存、磁盘三大方面,基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制
Cgroup是Control Groups的缩写,是Linux内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源(如CPU、内存、磁盘IO等等)的机制

二、Cgroup子系统

Cgroup本身是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构,I/O或内存的分配控制等,这些具体的资源管理功能称为Cgroup子系统,有以下几个大子系统实现:

子系统 描述
Blkio 设置限制每个存储块设备的管理(硬盘等)的输入输出控制,例如:磁盘 光盘以及usb等等
CPU 使用调度程序为cgroup任务提供CPU的访问
Cpuacct 产生cgroup任务的CPU资源报告
Cpuset 如果是多核心的CPU,这个子系统会为cgroup任务分配单独的CPU和内存
Devices 允许或拒绝cgroup任务对设备的访问
Freezer 暂停和恢复cgroup任务
Memory 设置每个cgroup的内存限制以及产生内存资源报告
Net_cls 标记每个网络包以供cgroup方便使用Ns:命名空间子系统
Perf_event 增加了对每个group的监测跟踪的能力,可以监测属于某个特定的group的所有线程以及运行在特定CPU上的线程

三、stress工具

(一)、stress工具简介

stress 是Unix类系统下的工作量和压力测试工具。它将对用户指定的CPU数量的I/O,内存和硬盘的负载并报告它检测到任何错误。它用于自动压力测试和调试系统组件失败的唯一或更经常负荷时。它可以运行在x86,ppc64的,和PPC 32 GNU / Linux的,Tru64的,SPARC Solaris的,和其他平台

(二)、使用stress压力测试工具来测试CPU和内存使用状况

使用Dockerfile来创建一个基于centos的stress工具镜像

[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# iptables -F
[root@localhost opt]# mkdir /opt/stress  
[root@localhost stress]# cd /opt/stress/
[root@localhost stress]# vim Dockerfile 
FROM centos:7  
MAINTAINER This is stress
RUN yum -y install wget
RUN wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
RUN yum -y install stress 
[root@localhost stress]# docker build -t centos:stress . 

使用下面命令创建容器,命令中–cpu-shares参数值不能保证可以获得1个vcpu或者多少GHz的CPU资源,它仅仅是一个弹性的加权值

[root@localhost stress]# docker run -itd --cpu-shares 100 centos:stress

说明:默认情况下,每个Docker容器的CPU份额都是1024。单独一个容器的份额是没有意义的。只有在同时运行多个容器时,容器的CPU加权的效果才能体现出来。
可以通过cpu share来设置容器使用CPU的优先级,比如启动了两个容器及运行查看CPU使用百分比。

[root@localhost stress]# docker run -tid --name cpu512 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 10   #容器产生10个子函数进程

[root@localhost stress]# docker exec -it 2ecd3f1c6b1d bash  #进入容器使用top查看cpu使用情况

#再开启一个容器做比较
[root@localhost stress]# docker run -tid --name cpu1024 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 10

[root@localhost stress]# docker exec -it 2898b1dff4f0 bash #进容器使用top对比两个容器的%CPU,比例是1:2

docker cgroup 资源控制_第1张图片
docker cgroup 资源控制_第2张图片

(三)、CPU周期限制

  • Docker提供了 --cpu-period --cpu-quota两个参数控制容器可以分配到CPU时钟周期

    • –cpu-period:是用来指定容器对CPU的使用要在多长时间内做一次重新分配
    • –cpu-quota:是用来指定在这个周期内,最多可以有多少时间用来跑这个容器,与–cpu-shares不同的是这种配置是指定一个绝对值,容器对CPU资源的使用绝对不会超过配置的值
  • cpu-period和cpu-quota的单位是微秒。cpu-period的最小值为1000微妙,最大值为1秒,默认值为0.1秒

  • cpu-quota的值默认为-1,表示不做控制。Cpu-period和cpu-quota参数一般联合使用

例如:容器进程需要每1秒使用单个CPU的0.2秒时间,可以将cpu-period设置为1000000 (即1秒),cpu-quota设置为200000 (0.2秒)。当然,在多核情况下,如果允许容器进程完全占用两个CPU,则可以将cpu-period设置为100000 (即0.1秒),cpu-quota设置为200000 (0.2秒)。

docker run -itd --cpu-period 100000 --cpu-quota 200000 centos:stress
docker exec -it xxxxxxxxxx bash
cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us
cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us

docker cgroup 资源控制_第3张图片

(四)、CPU Core控制

对多核CPU的服务器,Docker还可以控制容器运行使用哪些CPU内核,即使用–cpuset-cpus参数。
这对具有多CPU的服务器尤其有用,可以对需要高性能计算的容器进行性能最优的配置。

docker run -itd --name cpu01 --cpuset-cpus 0-1 centos:stress
docker ps 
docker exec -it xxxxxxxxxxxx bash
cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus

docker cgroup 资源控制_第4张图片
以下命令可以查看容器进程与CPU内核的绑定关系

docker exec xxxxxxxxxxxx taskset -c -p 1

在这里插入图片描述

四、CPU配额控制参数的混合使用

  • 通过cpuset-cpus参数指定容器A使用CPU内核0,容器B只是用CPU内核1
  • 在主机上只有这两个容器使用对应CPU内核的情况,它们各自占用全部的内核资源,cpu-shares 没有明显效果。
  • cpuset-cpus. cpuset-mems 参数只在多核、多内存节点上的服务器上有效,并且必须与实际的物理配置匹配,否则也无法达到资源控制的目的。
  • 在系统具有多个CPU内核的情况下,需要通过cpuset-cpus参数为设置容器CPU内核才能方便地进行测试。

运行容器,容器名为cpu3;指定运行的核心为cpu0,指定1个子进程

docker stop `docker ps -qa`
docker run -itd --name cpu3 --cpuset-cpus 0 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 1

docker cgroup 资源控制_第5张图片

五、内存限额

与操作系统类似,容器可使用的内存包括两部分:物理内存和Swap.
Docker通过下面两组参数来控制容器内存的使用量。
-m或–memory: 设置(物理)内存的使用限额,例如100M、 1024M.
–memory-swap: 设置内存+ swap的使用限额。
执行如”下命令允许该容器最多使用200M的内存和300M的swap

docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 280M
--vm 1: 启动1个内存工作线程。
--vm-bytes 280M: 每个线程分配280M内存。

docker cgroup 资源控制_第6张图片
如果让工作线程分配的内存超过300M,分配的内存超过限额,stress线程报错,容器会退出

docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 310M

docker cgroup 资源控制_第7张图片

六、Block IO的限制

默认情况下,所有容器能平等地读写磁盘,可以通过设置–blkio-weight参数来改变容器block 10的优先级。
–blkio-weight与–cpu-shares类似,设置的是相对权重值,默认为500。

在下面的例子中,容器A读写磁盘的带宽是容器B的两倍。
[

docker run -it --name container_A --blkio-weight 600 centos:stress
cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight


docker run -it --name container_B --blkio-weight 300 centos:stress
cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

七、bps和iops的限制

bps 是byte per second, 每秒读写的数据量。
iops 是io per second, 每秒 IO 的次数。
可通过以下参数控制容器的bps和iops:

  • –device-read-bps, 限制读某个设备的bps
  • –device-write-bps, 限制写某个设备的bps
  • –device-read-iops, 限制读某个设备的iops
  • –device-write-iops, 限制写某个设备的iops

限制容器写/dev/sda的速率为5 MB/s。

docker run -it --device-write-bps /dev/sda:5MB centos:stress

dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1024 oflag=direct 
#可以按ctrl+ c中断查看

docker cgroup 资源控制_第8张图片

docker run -it centos:stress
dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1024 oflag=direct

docker cgroup 资源控制_第9张图片

你可能感兴趣的:(docker)