docker——docker资源控制管理

Posted 2022-03-08 封玖FJ

资源控制

CPU资源控制

1. cgroups，是一个非常强大的linux内核工具，他不仅可以限制被namespace隔离起来的资源,
2. 还可以为资源设置权重、计算使用量、操控进程启停等等。所以cgroups (Control groups) 实现了对资源的配额和度量。

cgroups有四大功能

1. 资源限制: 可以对任务使用的资源总额进行限制；
2. 优先级分配: 通过分配的cpu时间片数量以及磁盘I0带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级；
3. 资源统计: 可以统计系统的资源使用量，如cpu时长， 内存用量等；
4. 任务控制: cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作。

设置CPU使用率上限

1. Linux 通过 CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）来调度各个进程对 CPU 的使用。CFS 默认的调度周期是 100ms,我们可以设置每个容器进程的调度周期，以及在这个周期内各个容器最多能使用多少 CPU 时间
2. --cpu-period 即可设置调度周期，使用 --cpu-quota 即可设置在每个周期内容器能使用的 CPU 时间。两者可以配合使用。CFS周期的有效范围是 1ms~1s，对应的 --cpu-period 的数值范围是 1000~100000（微秒）
3. 容器的CPU配额必须不小于1ms，即--cpu-quota 的值必须 >= 1000

1）查看CPU使用率

docker run -itd --name test1 centos:7 /bin/bash

docker ps -a 
CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
85c7a6860f72   centos:7   "/bin/bash"   4 seconds ago   Up 4 seconds             test5

cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/85c7a6860f72d66e36c924977891c170c111fb86a6f9b263c2bce36b0415e61c/

cat cpu.cfs_period_us cpu.cfs_quota_us
100000
-1

#cpu.cfs_period_us：cpu分配的周期(微秒，所以文件名中用 us 表示），默认为100000。

#cpu.cfs_quota_us：表示该control group限制占用的时间（微秒），默认为-1，表示不限制。 如果设为50000，表示占用50000/100000=50%的CPU。

2）测试CPU使用率

docker exec -it 968f63bbc86d bash

vi cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
    let i++
done

chmod +x cpu.sh 
./cpu.sh &
exit
另一个终端使用top查看

① 进入容器写一个死循环脚本
② 执行脚本
③ 重新开一个终端进行查看，可以看到CPU已经被占满

3）设置CPU使用率

#设置50%的比例分配CPU使用时间上限
docker run -itd --name test2 --cpu-quota 50000 centos:7 /bin/bash   #可以重新创建一个容器并设置限额
或者
cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/968f63bbc86df761b6d8853037e5d732f316e333fbc590eba44410a0d4a5c641/
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
docker exec -it 968f63bbc86d /bin/bash
./cpu.sh
exit

top    #可以看到cpu占用率接近50%，cgroups对cpu的控制起了效果

① 设置CPU使用率的50%
② 再次打开一个终端进行查看，可以看到CPU只占用50%

设置CPU资源占用比（设置多个容器时才有效）

Docker 通过--cpu-shares 指定 CPU 份额，默认值为1024，值为1024的倍数。
#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1/3和2/3。

docker run -itd --name test2 --cpu-shares 1024 centos:7
docker run -itd --name test3 --cpu-shares 512 centos:7

#分别进入容器，进行压力测试
docker exec -it 75085ca1bea3 bash
yum install -y epel-release
yum install stress -y
stress -c 4                 #产生四个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根

#查看容器的运行状态（动态更新）
docker stats 

重新做了一遍，步骤一样，换成test1 test2而已

设置容器绑定指定的CPU

#先分配虚拟机4个CPU核数
docker run -itd --name test2 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash

#进入容器，进行压力测试
yum install -y epel-release
yum install stress -y
stress -c 4
exit

#退出容器，执行 top 命令再按 1 查看CPU使用情况。

对内存使用进行限制

1. 创建指定物理内存的容器

-m(--memory=)选项用于限制容器可以使用的最大内存
docker run -itd --name test3 -m 512m centos:7 /bin/bash

docker stats

2. 创建指定物理内存和swap的容器

docker run -itd --name test4 -m 512m --memory-swap 1g centos:7 /bin/bash

强调一下，--memory-swap是必须要与--memory一起使用的

正常情况下，--memory-swap的值包含容器可用内存和可用swap
所以-m 300m --memory-swap=1g 的含义为:容器可以使用300M 的物理内存，并且可以使用700M (1G - 300M）的swap

如果--memory-swap设置为0或者不设置，则容器可以使用的swap大小为-m值的两倍
如果--memory-swap的值和-m值相同，则容器不能使用swap
如果--memory-Swap值为-1，它表示容器程序使用的内存受限，而可以使用的swap空间使用不受限制（宿主机有多少，swap容器就可以使用多少)

对磁盘IO配额控制（blkio）的限制

1. 设置限制项

--device-read-bps：限制某个设备上的读速度bps（数据量），单位可以是kb、mb(M)或者gb。
例：docker run -itd --name gxd8 --device-read-bps /dev/sda:1M  centos:7 /bin/bash

--device-write-bps ： 限制某个设备上的写速度bps（数据量），单位可以是kb、mb(M)或者gb。
例：docker run -itd --name gxd9 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash

--device-read-iops ：限制读某个设备的iops（次数）

--device-write-iops ：限制写入某个设备的iops（次数）

2. 创建容器，并限制写速度

3. 通过dd来验证写速度

docker exec -it 525eb0f34f20  bash    #进入容器
dd if=/dev/zero of=test.out bs=1M count=50 oflag=direct #添加oflag参数以规避掉文件系统cache

4. 清理docker占用的磁盘空间

docker system prune -a  #可以用于清理磁盘，删除关闭的容器、无用的数据卷和网络