Blog.080 Docker 资源控制管理

本章目录

 

 

 

 

1. CPU 控制
　　1.1 设置 CPU 使用率上限
　　1.2 设置 CPU 资源占用比（设置多个容器时有效）
　　1.3 设置容器绑定指定的 CPU
2. 对内存使用进行限制
　　2.1 创建指定为物理内存的容器
　　2.2 创建指定物理内存和 swap 的容器
　　2.3 对磁盘 IO 配额控制（blkio）的限制
　　2.4 清理 docker 占用的磁盘空间

 

 

 

 

1. CPU 控制

　　　　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,
　　　　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：

• 资源限制：可以对任务使用的资源总额进行限制；
• 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；
• 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；
• 任务控制：cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作。

　　1.1 设置 CPU 使用率上限

　　　　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。
　　　　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。
　　　　使用 --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 1000~1000000。
　　　　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 test5 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，在文件名中用 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）进行 CPU 压力测试

docker exec -it 3ed82355f811 /bin/bash
vim /cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done
 
chmod +x /cpu.sh
./cpu.sh
exit
 
top                                                 #可以看到这个脚本占了很多的cpu资源

 

 

 

 

 

　　　　（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/3ed82355f81151c4568aaa6e7bc60ba6984201c119125360924bf7dfd6eaa42b/
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
docker exec -it 3ed82355f811 /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

 

 

　　1.2 设置 CPU 资源占用比（设置多个容器时有效）

　　　　Docker 通过--cpu-shares 指定 CPU 份额，默认值为1024，值为1024的倍数。

docker run -itd --name test1 --cpu-shares 1024 centos:7
docker run -itd --name test2 --cpu-shares 512 centos:7
 
#分别进入容器，进行压力测试
docker exec -it 2e71bd7f3c4c 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
CONTAINER ID   NAME      CPU %     MEM USAGE / LIMIT     MEM %     NET I/O          BLOCK I/O        PIDS
2e71bd7f3c4c   test2     32.96%     1.562MiB / 976.3MiB   0.16%     25.5MB / 137kB   179MB / 25.2MB   1
ffbdd0ef2781   test1     65.86%     12.2MiB / 976.3MiB    1.25%     25.5MB / 102kB   122MB / 25.2MB   1

 

 

 

 

　　1.3 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。

 

 

 

 

2. 对内存使用进行限制
　　2.1 创建指定为物理内存的容器

-m(--memory=)选项用于限制容器可以使用的最大内存
docker run -itd --name gxd6 -m 512m centos:7 /bin/bash
 
docker stats

 

 

　　2.2 创建指定物理内存和 swap 的容器

docker run -itd --name gxd7 -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)

 

 

 

　　2.3 对磁盘 IO 配额控制（blkio）的限制

• 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）

 

• 创建容器，并限制写速度

 

• 通过 dd 来验证写速度

docker exec -it cfa60bfee91c 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

 

 

　　2.4 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

 

 

 

 

 

 

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