盘Docker吗？Docker四种网络模式解析与资源控制

前言

一：Dcker资源控制

默认情况下，容器是没有资源限制的，会尽可能的使用宿主机的资源，在Linux主机上，如果内核检测到没有足够的内存来执行重要的系统功能，它会抛出一个OOME（Out Of Memory Exception），一旦发生OOME，Linux就会开始查杀进程以释放内存。任何进程都有可能会被杀死，包括docker daemon和其他重要的应用程序。如果错误的进程被杀死，这可会降低整个系统的使用效果

针对此情况，Docker提供了一种资源控制的方式，可以对容器的CPU、内存和IO进行限制。

1.1：网络资源详解：Docker0网卡与四种网络模式

• 我们安装完Docker时，会发现系统已经自动创建了一个docker0网卡和其他Docker网络模式

  [root@docker ~]# ip addr
  1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
      link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
      inet 127.0.0.1/8 scope host lo
         valid_lft forever preferred_lft forever
      inet6 ::1/128 scope host 
         valid_lft forever preferred_lft forever
  2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
      link/ether 00:0c:29:68:b8:a6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
      inet 192.168.233.133/24 brd 192.168.233.255 scope global noprefixroute ens33
         valid_lft forever preferred_lft forever
      inet6 fe80::35a9:b12:5e2b:c44d/64 scope link noprefixroute 
         valid_lft forever preferred_lft forever
  3: docker0:  mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default 
      link/ether 02:42:47:ba:2a:13 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
      inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
         valid_lft forever preferred_lft forever
  [root@docker ~]# docker network ls	'//自动创建了三个网络'
  NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
  17c7a951c27d        bridge              bridge              local
  7bc6ae3204ea        host                host                local
  953022b62b1c        none                null                local
  
  

• Docker0网卡的解释

  Docker安装完成之后，Docker0网卡被当做容器的网关，容器启动时会从此网段分配一个IP地址给容器，称为container-ip，容器之间也是通过Docker0进行通信

  由于Docker0网卡是虚拟出来的，所以外部网络无法直接进行通讯，只能通过端口映射来进行访问容器

  

• host模式

  容器与宿主机共享network namespace

  容器将使用宿主机的IP地址与端口，但是容器的其他方面，如文件系统等仍旧是与宿主机隔离

  优点是网络性能好，无需nat转换

  缺点是网络的隔离性不好，用过的端口就不能再用了

  

• container模式

  container模式是和一个已经存在的容器共享一个network namespace，新创建的容器不会创建自己的网卡与自己的ip，如此，这 两个容器可以通过lo网卡设备进行通信

  但是和host模式一样，文件系统，进程列表等还是隔离的

  

• none模式

  none模式关闭了容器的网络功能，

  容器会有自己的network namespace，但是容器不会有其他的网络配置，如网卡，ip，路由等信息，我们需要自己手动添加

  优点是网络封闭性好，容器安全性高

  

• bridge模式

  bridge模式会为每一个容器分配、设置一个IP地址等，并将容器通过veth对连接到一个Docker0虚拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信

  bridge模式是Docker的默认模式，一般Docker都会使用172.17.0.0/16这个网段

  

1.2：网络模式的使用方法

• 指定模式和指定ip

  桥接模式是默认的，不需要指定，如果要指定模式，需要添加--net="none",--net="host", --net="container:name or id" 例如：
  [root@docker ~]# docker run -it centos:7 /bin/bash	'//这个默认就是桥接模式'
  
  桥接模式无法直接指定ip，如果想指定ip需要先自行创建网络，创建的网络和Docker0网络统同级
  [root@docker ~]# docker network create --subnet=172.18.0.0/24 mynetwork
  [root@docker ~]# docker run -itd --name test004 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash
  [root@docker ~]# docker ps -a
  
  

1.3：CPU资源控制

• 查看CPU的资源限制情况，cat /sys/fs/cgroup/cpu/docker/容器ID/cpu.cfs_quota_us

  [root@docker ~]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/docker/005d30a41f6a92b34b8bb34602b37641099290eda94ea91a1e5d4866681fd9bc/cpu.cfs_quota_us
  -1  '//-1代表不进行任何限制，数值可以修改，1000=1%（CPU的衡量单位是秒，是通过实践周期分配的）'
  
  

• 例如：想要进行CPU资源20%的限制，可以通过以下方式

  方法一：
  [root@docker ~]# 
   echo 20000 > /sys/fs/cgroup/cpu/docker/005d30a41f6a92b34b8bb34602b37641099290eda94ea91a1e5d4866681fd9bc/cpu.cfs_quota_us
      方法二：
  [root@docker ~]# docker run -itd --name test1 --cpu-quota 20000 centos:7 /bin/bash
  
  

• 20%CPU的压力测试

  [root@docker ~]# docker exec -it tese13 /bin/bash
  [root@7bee273b3251 /]# yum -y install bc
  [root@7bee273b3251 /]# echo "scale=5000; 4*a(1)" |bc -l -q
  '//a是bc的一个内置函数，代表反正切 arctan，由于tan(pi/4)=1,于是4*arctan（1）=pi，-1使用标准数学库'
      '//此时重新打开一个终端使用TOP命令查看CPU占用即可'
  

• 按比例分配CPU

  创建两个容器为C1和C2，若只有这两个容器，设置容器的权重，使得C1和C2的CPU资源占比为33.3%和66.7%

  [root@docker ~]# docker run -itd --name c1 --cpu-shares 512 centos:7
  [root@docker ~]# docker run -itd --name c2 --cpu-shares 1024 centos:7
  '//-i表示输入，-t表示绑定终端，-d表示开启守护进程'
  [root@7bee273b3632 /]# yum -y install epel-release	'//分别进入容器c1和c2安装压力测试软件'
  [root@7bee273b3632 /]# yum -y install stress -y
  [root@7bee273b3632 /]# stress -c 4	'//c1和c2进行测试，使用top命令查看结果'
  
  

• 限制容器使用指定的CPU

  [root@docker ~]# docker run -itd --name c3 --cpuset-cpus 0,1 centos:7 /bin/bash	'//指定运行Cpu0和Cpu1'
  验证方法：top，按1查看cpu
  

1.4：内存资源控制

• 限制c4容器内存使用512M

  [root@docker ~]# docker run -itd --name c4 -m 512m centos:7
  [root@docker ~]# docker stats	'//查看资源状态'
  
  

• 可以进入容器验证

  [root@fc4e53fcf5c4 /]# yum install epel* -y
  [root@fc4e53fcf5c4 /]# yum install stress -y
  [root@fc4e53fcf5c4 /]# stress -m 512m --vm 2
  

1.5：磁盘IO资源控制

• 限制bps（数据量）和iops（次数）

  bps：byte per second，每秒读写的字节数

  iops：io per second，每秒IO的次数

  1、--device-read-bps(限制读某个设备的bps数据量)
  例如：
  [root@docker ~]# docker run -d --device-read-bps /dev/sda:30M centos:7
  
  2、--device-write-bps(限制写入某个设备的bps)
  例如：
  [root@docker ~]# docker run -d --device-write-bps /dev/sda:30M centos:7
  
  3、--device-read-iops(限制读某个设备的iops次数)
  
  4、--device-write-iops（限制写入某个设备的iops）
  

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