docker Cgroup资源配置

docker Cgroup资源配置

  • 一、Cgroup相关概念
    • (一)使用压测工具测试centos和stress工具镜像
    • (二)常用的容器cgroup命令
      • 1)cpu的限制
        • 1.查看容器资源状态
        • 2.cpu资源权重限制
        • 3.cpu周期限制(基于cpu时间片的概念)
        • 4.cpu core 控制
        • 5.cpu配额控制参数混合使用
      • 2)内存限制
      • 3)Block IO的限制
      • 3)bps和iops的限制
    • cgroup总结:
      • 1.cpu限制
      • 2.内存限制
      • 3.blkio限制磁盘权重
      • 4.磁盘读写,io限制

一、Cgroup相关概念

docker通过cgroup来控制容器使用的资源配额,包括CPU、内存、磁盘(指定使用哪块磁盘、磁盘i/o)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i/o等等)的机制,被Lxc,docker等很多项目用于实现进程资源控制。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具体的资源管理是通过该功能来实现的。这些具体的资源管理功能称为Cgroup子系统,有以下几大子系统实现:

  • blkio:设置限制每个块设备的输入输出控制。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。

(一)使用压测工具测试centos和stress工具镜像

mkdir stress
cd stress

vim Dockerfile
FROM centos:7
RUN  yum install -y wget
RUN wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
RUN yum -y install stress

docker build -t centos:stress .                      

查看系统cgroup的内容运行,及容器运行后产生的新目录目录,关于cpu周期管理

cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker
ls

docker Cgroup资源配置_第1张图片
docker Cgroup资源配置_第2张图片

(二)常用的容器cgroup命令

1)cpu的限制

1.查看容器资源状态

docker stats

在这里插入图片描述

#模拟cpu工作4个任务
docker exec -it 5c86a05589cf /bin/bash -c "stress -c 4"

在这里插入图片描述
基于容器创建镜像

docker commit -m "new" -a "daoke" 容器id 镜像名称

**ps:**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,例如:两个容器A、B的cpu份额分别时1000和500,在cpu进行时间分配的时候,容器A比容器B会多一倍的机会获得CPU的时间片,但是分配的结果取决于当时和其他容器的运行状态,实际上也无法保证容器A一定能获得CPU时间片。比如在容器A的进程一直是空闲的,那么容器B是可以获得比容器A更多的cpu时间片,极端情况下,例如主机只运行了一个容器,即使它的cpu份额只有50,它也可以独占整个主机的cpu资源

2.cpu资源权重限制

格式 docker run -itd --name 容器名 --cpu-shares 占用cpu的权重 镜像名 

docker run -itd --name cpu512 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 10
docker run -itd --name cpu1024 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 10
docker run -itd --name cpu256 --cpu-shares 256 centos:stress stress -c 10

docker stats

在这里插入图片描述

3.cpu周期限制(基于cpu时间片的概念)

docker提供了 --cpu-period、–cpu-quota 两个参数控制容器可以分配到的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
    cpu-period和cpu-quota的单位为微秒,cpu-period的最小值为1000微妙,最大值为1秒,默认值为0.1秒(100000)
    cpu-quota默认值为 -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100000(即1秒),cpu-quota设置为 20000 (0.2 秒)。

docker run -itd --cpu-period 100000 --cpu-quota 20000 centos:stress
#也可以停止容器后修改下面两个文件参数做容器cpu周期做控制

cat /sys/fs/cgroup/cpu/docker/容器id/cpu.cfs_quota_us
cat /sys/fs/cgroup/cpu/docker/容器id/cpu.cfs_period_us

docker Cgroup资源配置_第3张图片

4.cpu core 控制

对于多核cpu的服务,docker还可以控制容器运行使用哪些cpu内核,及使用–cpuset-cpus参数。这对具有多核cpu的服务尤为有用,可以对需要高性能计算机的容器进行性能最优的配置

docker run -itd --name cpu1 --cpuset-cpus 0-2 centos:stress
#表示容器使用cpu0-cpu2(可以使用0,1,2)或者指定使用哪个cpu --cpuset-cpus 1,3 及只用第2个和第4cpu

5.cpu配额控制参数混合使用

对于–cpu-shares来说必须要两个容器使用同一个cpu核心才能体现cpu权重的作用

docker run -itd --name cpu3 --cpuset-cpus 1 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 1
docker run -itd --name cpu4 --cpuset-cpus 1 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 1

2)内存限制

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:设置内存的使用限额(上限),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 -itd --name test1 -m 512m centos:stress /bin/bash

#与CPU的agroups 配置类似,Docker会自动为容器在目录/sys/fs/cgroup/memory/docker/<容器的完整长ID>中创建相应cgroup 配置文件

#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,容器退出
docker run -it -m 200m --memory-swap=300m progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 310m

在这里插入图片描述

3)Block IO的限制

默认情况下,所有的容器能平等的读写磁盘,可以通过设置–blkio-weight参数来设置容器的Block IO的优先级。–blkio-weight与 --cpu-shares类似设置的相对权重值,默认值为500

例如设置容器A读写磁盘的带宽是容器B的两倍
docker run -itd --name testA --blkio-weight 600 centos:stress /bin/bash

docker run -itd --name testB --blkio-weight 300 centos:stress /bin/bash

cat /sys/fs/cgroup/blkio/docker/容器id/blkio:weight

docker Cgroup资源配置_第4张图片

3)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

示例:限制容器写/dev/sda 的速率为5MB/s
docker run -it --device-write-bps /dev/sda:5mb centos:stress

#测试
dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=150 oflag=direct		#oflag=direct直接在/dev/sda指定的硬盘测试

docker Cgroup资源配置_第5张图片
在这里插入图片描述

cgroup总结:

1.cpu限制

  • cpu时间片限制 :–cpu-period 100000,–cpu-quota 20000
  • cpu权重限制 :–cpu-shares 1024
  • cpu核心控制(指定使用核心) :–cpuset-cpus 0-1 或者 1,3

2.内存限制

  • -m 500m
  • –memory-swap 交换内存的限制

3.blkio限制磁盘权重

  • –blkio-weigth

4.磁盘读写,io限制

  • –device-read-bps,限制读某个设备的bps (–device-write-bps /dev/sda:5mb)
  • –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

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