k8s--架构基础--cgroup v2
在Linux上，控制组（control groups）限制了分配给进程的资源。
kubelet和底层容器运行时需要与控制组（cgroups）进行接口交互，以实施对Pod和容器的资源管理，包括为容器化工作负载设置CPU和内存的请求和限制。
Linux中存在两个版本的控制组：cgroup v1和cgroup v2。cgroup v2是cgroup API的新一代版本。
cgroup v1是最早版本的控制组API，它提供了一种层次化的组织结构来管理进程组的资源。
它通过在/proc目录下创建一系列的虚拟文件和目录来实现资源隔离和限制。这些文件和目录包含了诸如cpu、memory、io等资源的配置和统计信息。
cgroup v2是对cgroup v1的重大改进和扩展。它提供了更灵活的资源控制机制和更强大的层次结构管理。cgroup v2通过在/sys/fs/cgroup目录下使用文件系统来组织和管理控制组。它提供了以层次结构方式组织控制组的能力，并支持更细粒度的资源控制和配置。
与cgroup v1相比，cgroup v2提供了更多的功能和灵活性，包括更细粒度的资源控制、更丰富的统计信息、更强大的层次管理等。由于其改进和扩展的特性，cgroup v2被视为当前和未来的控制组解决方案。
什么是cgroup v2
cgroup v2是Linux cgroup API的下一个版本。cgroup v2提供了一个统一的控制系统，具有增强的资源管理能力。
与cgroup v1相比，cgroup v2具有以下几个改进：
- 单一统一的层次结构设计
- 更安全的子树委派给容器
- 支持新特性，如Pressure Stall Information（压力停顿信息）
- 提供跨多个资源的增强资源分配管理和隔离
- 对不同类型的内存分配(网络内存、内核内存等)进行统一的记账
- 记账非即时资源变化，例如页面缓存写回
某些Kubernetes特性专门使用cgroup v2来增强资源管理和隔离。例如，MemoryQoS特性改进了内存的QoS，并依赖于cgroup v2的基本功能。
总而言之，cgroup v2是Linux cgroup API的下一代版本，它提供了统一的控制系统和增强的资源管理功能。这些功能的改进包括设计上的改进、资源隔离和分配的增强以及支持更多类型和特性的记账。在Kubernetes中，一些特性依赖于cgroup v2以实现增强的资源管理和隔离。
“Identify cgroup version on Linux nodes” 这句话的意思是要确定Linux节点上使用的是哪个版本的cgroup（控制组）。
cgroup是Linux内核提供的一种资源管理机制，它可以用来限制和分配系统资源，如CPU、内存、磁盘等。cgroup v2 是 cgroup 的第二个版本，在功能上有一些改进和增强。
使用cgroup v2
要确定你的Linux发行版是否使用cgroup v2，默认方法是查看系统中的相关配置文件。不同发行版可能有不同的配置文件路径，一般来说，你可以尝试查找以下文件：
- /proc/cgroups
- /sys/fs/cgroup/unified/cgroup.controllers
这些文件会显示系统中使用的cgroup版本信息。如果这些文件存在，并且显示的是cgroup v2 的相关信息，那么你的系统就使用的是cgroup v2。
另外，建议你使用默认启用和使用cgroup v2 的Linux发行版，以获得更好的支持和兼容性。
kubelet和容器运行时配置为使用systemd cgroup驱动程序。
在使用cgroup v2时，要确保kubelet和容器运行时（如Docker、containerd、cri-o等）都配置为使用systemd cgroup驱动程序。
systemd cgroup驱动程序
systemd cgroup驱动程序是一种与systemd集成的cgroup管理器
它可以使kubelet和容器运行时在管理cgroup资源时与系统的systemd服务进行协同。为了启用systemd cgroup驱动程序，你需要在kubelet和容器运行时的配置文件中进行相应的设置。
在kubelet的配置文件（一般位于/etc/kubernetes/目录下）中，你需要设置--cgroup-driver=systemd来配置kubelet使用systemd cgroup驱动程序。
在容器运行时的配置文件中，具体设置的方法可能会因不同的容器运行时而有所不同。以Docker为例，在Docker的配置文件（一般位于/etc/docker/目录下）中，你需要设置--exec-opt native.cgroupdriver=systemd来配置Docker使用systemd cgroup驱动程序。
确保kubelet和容器运行时都通过上述配置使用了systemd cgroup驱动程序，可以确保它们在使用cgroup v2时能够正确地与系统的cgroup资源管理进行交互。
支持cgroup v2的一些Linux发行版
这里列出了支持cgroup v2的一些Linux发行版：
- Container Optimized OS（自M97版本开始）
- Ubuntu（自21.10版本开始，推荐使用22.04+）
- Debian GNU/Linux（自Debian 11 bullseye版本开始）
- Fedora（自31版本开始）
- Arch Linux（自2021年4月开始）
- RHEL及类似的发行版（自9版本开始）
要确定你的发行版是否使用cgroup v2，你可以参考该发行版的文档或按照"Identify the cgroup version on Linux nodes"中的说明进行检查。
你也可以通过手动修改内核的cmdline引导参数来启用cgroup v2。如果你的发行版使用GRUB引导器，可以在/etc/default/grub文件中的GRUB_CMDLINE_LINUX行中添加systemd.unified_cgroup_hierarchy=1，然后运行sudo update-grub命令。不过，推荐的做法是使用已经默认启用cgroup v2的发行版。
迁移到cgroup v2
要迁移到cgroup v2，需要确保满足以下要求，然后升级到默认启用cgroup v2的内核版本。
kubelet会自动检测操作系统是否正在运行cgroup v2，并根据情况进行相应的操作，无需额外配置。
除非用户直接访问cgroup文件系统（无论是在节点还是容器内部），否则在切换到cgroup v2时不应该有任何明显的用户体验差异。
cgroup v2使用与cgroup v1不同的API，因此如果有任何直接访问cgroup文件系统的应用程序，它们需要更新到支持cgroup v2的新版本。
识别Linux节点上的cgroup版本
cgroup版本取决于使用的Linux发行版和操作系统上配置的默认cgroup版本。要检查你的发行版使用的cgroup版本，可以在节点上运行以下命令：stat -fc %T /sys/fs/cgroup/
- 如果输出是cgroup2fs，则表示使用的是cgroup v2。
- 如果输出是tmpfs，则表示使用的是cgroup v1。
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