Docker的CPU、内存、磁盘、数据的管理使用

CPU资源控制

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IO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）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。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。

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

而容器的 CPU 配额必须不小于 1ms，即 --cpu-quota 的值必须 >= 1000。

docker run -itd --name No1 centos:7 /bin/bash
docker ps-a

 
cd/sys/fs/cgroup/cpu/docker/
cat cpu.cfs_quota_us
-1
cat cpu.cfs_period_us
10000
 
#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cgroups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。

#进行CPU压力测试
docker exec -it No1 bash
vi /cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done

chmod +x cpu.sh
./cpu.sh
top                                                  #如果不限制该脚本可以占满cpu资源

#设置50%的比例分配CPU使用时间上限
docker run -itd --name No1 --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/XXX                                   #进入以容器名开头的文件
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
docker exec -it No1 /bin/bash 
./cpu.sh 
top                                                                #可以看到cpu占用率接近50%，cgroups对cpu的控制起了效果

（2）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 No2和 No3，若只有这两个容器，设置容器的权重，使得No2和No3的CPU资源占比为1/3和2/3。

docker run -itd --name No2 --cpu-shares 512 centos:7 bash
docker run -itd --name No3 --cpu-shares 1024 centos:7 bash

#分别进入容器，进行压力测试
docker exec -it No2 bash 
docker exec -it No3 bash 
yum install -y epel-release 
yum install -y stress                          #stress用于压力测试工具
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

#查看容器运行状态（动态更新）
docker stats

（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 No4 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash                   #cpu的序号从0开始

#进入容器，进行压力测试
docker exec -it No4 bash 
yum install -y epel-release && yum install stress -y 
stress -c 4
#退出容器，执行 top 命令再按 1 查看CPU使用情况。

对内存使用的限制

#-m（--memory=）选项用于限制容器可以使用的最大内存

docker run -itd --name No5 -m 512m centos:7 /bin/bash

docker stats

#限制可用的 swap 大小， --memory-swap

注意：--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 - 300）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

--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qb。

例∶ docker run-itd--name No6 --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 No6 --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

docker run -it --name No6 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash

#通过dd来验证写速度

[root@6227efcc2de3 /]# dd if=/dev/zero of=test.out bs=1M count=10 oflag=direct #添加oflag参数以规避掉文件系统cache，将不会进行缓存直接写入到磁盘中

10+0 records in

10+0 records out

10485760 bytes (10 MB) copied, 10.0045 s, 1.0 MB/s

#清理docker占用的磁盘空间 #可以用于清理磁盘，删除关闭的容器、无用的数据卷和网络

Docker数据管理

管理 Docker 容器中数据主要有两种方式∶数据卷（Data Volumes）和数据卷容器（Data Volumes Containers）。

1. 数据卷

数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于 Linux 下对目录进行的 mount 操作。

docker pull centos:7

#宿主机目录/var/www 挂载到容器中的/data1。

注意∶宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。

docker run -v /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash #-v选项可以在容器内创建数据卷

echo "this is web1" > /data1/abc.txt

exit

#返回宿主机进行查看

cat /var/www/abc.txt

2. 数据卷容器

如果需要在容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

#创建一个容器作为数据卷容器

docker run --name web2 -v /var/www:/data1 -v /data2 -it centos:7 bash

echo "this is web2" > /data1/ABC.txt

echo "THIS IS WEB2" > /data2/ABC.txt

#使用 --volumes-from 来挂载 web2 容器中的数据卷到新的容器

docker run -it --volumes-from web2 --name web3 centos:7 /bin/bash

cat /data1/abc.txt

cat /data2/ABC.txt

容器互联（使用centos镜像）

容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隆道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

#创建并运行源容器取名web4

docker run -itd -P --name web4 centos:7 /bin/bash

#创建并运行接收容器取名web5，使用 --link选项指定连接容器以实现容器互联

docker run -itd -P --name web5 --link web4: web4 centos:7 /bin/bash #--link容器名∶连接的别名

#进web5 容器，ping web4

docker exec -it web5 bash

ping web4

posted @ 2021-10-11 16:31 D-LXT 阅读(792) 评论(0) 编辑收藏举报