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news 2025/9/16 15:39:26
设计师网站图片,制作营销网页,邢台网络推广系统找哪家,福州企业网站目录 1、CPU使用率 2、CPU共享比例 3、CPU周期限制 4、CPU核心限制 5、CPU 配额控制参数的混合案例 6、内存限制 7、Block IO 的限制 8、限制bps 和iops docker资源限制 Docker容器技术底层是通过Cgroup（Control Group 控制组）实现容器对物理资…

目录

1、CPU使用率

2、CPU共享比例

3、CPU周期限制

4、CPU核心限制

5、CPU 配额控制参数的混合案例

6、内存限制

7、Block IO 的限制

8、限制bps 和iops

docker资源限制

Docker容器技术底层是通过Cgroup（Control Group 控制组）实现容器对物理资源使用的限制，限制的资源包括CPU、内存、磁盘三个方面。基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制。

Cgroup 是Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源的机制，被LXC及Docker等很多项目用于实现进程的资源控制。

Cgroup 是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构，Docker中I/O 或内存的分配控制等具体的资源管理功能都是通过Cgroup功能来实现的。这些具体的资源管理功能称为Cgroup子系统，以下是对几大子系统的介绍。

  1. blkio：限制块设备的输入输出控制。如：磁盘、光盘、USB等。
  2. cpu：限制CPU资源的访问
  3. cpuacct：产生Cgroup 任务的CPU资源报告。
  4. cpuset：限制分配单独的cpu 和内存资源。
  5. devices：允许或拒绝对设备的访问。
  6. freezer：暂停和恢复Cgroup 任务。
  7. memory：设置每个Cgroup 的内存限制以及产生内存资源报告。
  8. net_cls：用于标记每个网络包。
  9. ns：命名空间子系统。
  10. perf_event：增加了对每group 的监测跟踪的能力，可以监测属于某个特定的group 的所有线程以及运行在特定CPU 上的线程。

使用下面的Dockerfile 来创建一个基于CentOS的stress工具镜像。

[root@localhost ~]# cat centos-7-x86_64.tar.gz | docker import - centos:7[root@localhost ~]# mkdir stress
[root@localhost ~]# cd stress
[root@localhost stress]# vim Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER crushlinux "crushlinux@163.com"
RUN yum -y install wget
RUN wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
RUN yum -y install stress
[root@localhost ~]# cd stress/
[root@localhost stress]# docker build -t centos:stress .

1、CPU使用率

在CentOS7中可以通过修改对应的Cgroup配置文件cpu.cfs_quota_us的值来实现，直接执行echo命令将设定值导入到文件中就会立即生效。

例如将容器face0aee201c的CPU使用设置为20000，设置CPU的使用率限定为20%。

[root@localhost ~]# docker run -itd centos:stress /bin/bash

7faed0c97b48c0ae236473431589b5c55aa94d3a93b5cdc7f6887f62e3ca9d00

[root@localhost ~]# docker ps -a

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

7faed0c97b48        centos              "/bin/bash"         30 seconds ago      Up 29 seconds                           cranky_mclaren

[root@localhost ~]# echo "20000" > /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/docker/7faed0c97b48c0ae236473431589b5c55aa94d3a93b5cdc7f6887f62e3ca9d00/cpu.cfs_quota_us

2、CPU共享比例

当多个容器任务运行时，很难计算CPU的使用率，为了使容器合理使用CPU资源，可以通过--cpu-shares选项设置容器按比例共享CPU资源，这种方式还可以实现CPU使用率的动态调整。

命令中的--cpu-shares 选项值不能保证可以获得1 个vcpu 或者多少GHz 的CPU 资源，仅仅只是一个弹性的加权值。

例如，运行3个新建容器A、B、C。占用CPU资源的比例为1:1:2:4

docker run --name A -itd --cpu-shares 1024 centos:stress /bin/bash

docker run --name B -itd --cpu-shares 1024 centos:stress /bin/bash

docker run --name C -itd --cpu-shares 2048 centos:stress /bin/bash

docker run --name D -itd --cpu-shares 4096 centos:stress /bin/bash

如果又一个容器D需要更多CPU资源，则可以将其--cpu-shares的值设置为4096，那么ABCD的CPU资源比例变为1:1:2:4。

默认情况下，每个docker容器的cpu份额都是1024。单独一个容器的份额是没有意义的。只有在同时运行多个容器时，容器的CPU加权的效果才能体现出来。例如，两个容器A、B的CPU份额分别为1000和500，在CPU进行时间片分配的时候，容器A比容器B多一倍的机会获得CPU的时间片。但分配的结果取决于当时主机和其他容器的运行状态，实际上也无法保证容器A一定能获得CPU时间片。比如容器A的进程一直是空闲的，那么容器B 是可以获取比容器A更多的CPU时间片的。极端情况下，比如说主机上只运行了一个容器，即使它的CPU份额只有50，它也可以独占整个主机的CPU资源。

Cgroups 只在容器分配的资源紧缺时，也就是说在需要对容器使用的资源进行限制时才会生效。因此无法单纯根据某个容器的CPU份额来确定有多少CPU 资源分配给它，资源分配结果取决于同时运行的其他容器的CPU分配和容器中进程运行情况。

换句话说,可以通过cpu shares可以设置容器使用CPU的优先级，比如启动了两个容器及运行查看CPU使用百分比。

[root@localhost ~]# docker run -tid --name cpu512 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 10

[root@localhost ~]# docker run -tid --name cpu1024 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 10

[root@localhost ~]# docker ps -a

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

f68b6a6c4e3c        centos:stress       "stress -c 10"      13 seconds ago      Up 12 seconds                           cpu1024

487ec0954a8b        centos:stress       "stress -c 10"      23 seconds ago      Up 22 seconds                           cpu512

[root@localhost ~]# docker exec -it f68b6a6c4e3c /bin/bash

 

[root@localhost ~]# docker exec -it 487ec0954a8b /bin/bash

 

开启了10 个stress 进程，目的是充分让系统资源变得紧张。只有这样竞争资源，设定的资源比例才可以显现出来。如果只运行一个进行，会自动分配到空闲的CPU，这样比例就无法看出来。由于案例的环境不一样，可能导致上面两张图中占用CPU 百分比会不同，但是从cpu share 来看两个容器总比例一定会是1:2。

3、CPU周期限制

docker 提供了--cpu-period、--cpu-quota 两个参数控制容器可以分配到的CPU 时钟周期。

  1. --cpu-period 是用来指定容器对CPU的使用要在多长时间内做一次重新分配。
  2. --cpu-quota 是用来指定在这个周期内，最多可以有多少时间用来跑这个容器。与--cpu-shares 不同的是：这种配置是指定一个绝对值，而且没有弹性在里面，容器对CPU 资源的使用绝对不会超过配置的值。

cpu-period 和cpu-quota 的单位为微秒（μs）。cpu-period 的最小值为1000 微秒，

最大值为1 秒（10^6 μs），默认值为0.1 秒（100000 μs）。cpu-quota 的值默认为-1，

表示不做控制。cpu-period、cpu-quota 这两个参数一般联合使用。

举个例子，如果容器进程需要每1 秒使用单个CPU 的0.2 秒时间，可以将cpu-period 设置为1000000（即1 秒），cpu-quota 设置为200000（0.2 秒）。当然，在多核情况下，如果允许容器进程需要完全占用两个CPU，则可以将cpu-period 设置为100000（即0.1 秒），cpu-quota 设置为200000（0.2 秒）。

[root@localhost ~]# docker run -it --cpu-period 100000 --cpu-quota 200000 centos:stress /bin/bash

[root@2474ee0f7e62 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us

1000000

[root@2474ee0f7e62 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us

200000

4、CPU核心限制

多核CPU的服务器Docker还可以控制容器运行限定使用哪些CPU内核，可以使用--cpuset-cpus选项来使某些程序独享CPU核心，以便提高其处理速度，对应的Cgroup文件为/sys/fs/cgroup/cpuset/docker/容器ID号/cpuset.cpus。选项后直接跟参数0、1、2……表示第1个内核，第2个内核，第3个内核，与/proc/cpuinfo中的标号相同。

如果服务器有16个核心，那么CPU编号为0~15，使新建容器绑定第1~4的核心使用：

docker run -itd --cpuset-cpus 0,1,2,3 centos:stress /bin/bash

或者

docker run --itd --cpuset-cpus 0-3 centos:stress /bin/bash

那么该容器内的进程只会在0,1,2,3的CPU上运行。

通过下面指令也可以看到容器中进程与CPU 内核的绑定关系，可以认为达到了绑定CPU 内核的目的。

[root@localhost ~]# docker exec 2474ee0f7e62 taskset -c -p 1

pid 1's current affinity list: 0-3       //容器内部第一个进程编号一般为1

尽量使用绑定内核的方式分配CPU资源给容器进程使用，然后在配合--cpu-shares选项动态调整CPU使用资源的比例。

5、CPU 配额控制参数的混合案例

通过--cpuset-cpus 指定容器A 使用CPU 内核0，容器B 只是用CPU 内核1。在主机上只有这两个容器使用对应CPU 内核的情况，它们各自占用全部的内核资源，--cpu-shares 没有明显效果。

--cpuset-cpus、--cpuset-mems 参数只在多核、多内存节点上的服务器上有效，并且必须与实际的物理配置匹配，否则也无法达到资源控制的目的。

在系统具有多个CPU 内核的情况下，需要通过cpuset-cpus 为容器CPU 内核才能比较方便地进行测试。

用下列命令创建测试用的容器：

[root@localhost ~]# docker run -itd --name cpu3 --cpuset-cpus 3 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 1

[root@localhost ~]# docker exec -it容器ID /bin/bash

输入top 命令查看

 

[root@localhost ~]# docker run -itd --name cpu4 --cpuset-cpus 3 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 1

[root@localhost ~]# docker exec -it容器ID /bin/bash

输入top 命令查看

 

上面的centos:stress 镜像安装了stress 工具，用来测试CPU 和内存的负载。通过在两个容器上分别执行stress -c 1 命令，将会给系统一个随机负载，产生1 个进程。这个进程都反复不停的计算由rand() 产生随机数的平方根，直到资源耗尽。

观察到宿主机上的CPU 试用率，第三个内核的使用率接近100%，并且一批进程的CPU 使用率明显存在2:1 的使用比例的对比。

6、内存限制

与操作系统类似，容器可使用的内存包括两部分：物理内存和swap。Docker 通过下面两组参数来控制容器内存的使用量。

  1. -m 或--memory：设置内存的使用限额，例如100M, 1024M。
  2. --memory-swap：设置内存swap 的使用限额。

当执行如下命令：

其含义是允许该容器最多使用200M 的内存和300M 的swap。

[root@localhost ~]# docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 280M

stress: info: [1] dispatching hogs: 0 cpu, 0 io, 1 vm, 0 hdd

stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us

stress: dbug: [1] --> hogvm worker 1 [6] forked

stress: dbug: [6] allocating 293601280 bytes ...

stress: dbug: [6] touching bytes in strides of 4096 bytes ...

stress: dbug: [6] freed 293601280 bytes

stress: dbug: [6] allocating 293601280 bytes ...

stress: dbug: [6] touching bytes in strides of 4096 bytes ...

  1. --vm 1：启动1 个内存工作线程。
  2. --vm-bytes 280M：每个线程分配280M 内存。

默认情况下，容器可以使用主机上的所有空闲内存。与CPU 的cgroups 配置类似，docker 会自动为容器在目录/sys/fs/cgroup/memory/docker/<容器的完整长ID>中创建相应cgroup 配置文件。

因为280M 在可分配的范围（300M）内，所以工作线程能够正常工作，其过程是：

  1. 分配280M 内存。
  2. 释放280M 内存。
  3. 再分配280M 内存。
  4. 再释放280M 内存。
  5. 一直循环......

如果让工作线程分配的内存超过300M，分配的内存超过限额，stress 线程报错，容器退出。

[root@localhost ~]# docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 380M

stress: info: [1] dispatching hogs: 0 cpu, 0 io, 1 vm, 0 hdd

stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us

stress: dbug: [1] --> hogvm worker 1 [7] forked

stress: dbug: [7] allocating 398458880 bytes ...

stress: dbug: [7] touching bytes in strides of 4096 bytes ...

stress: FAIL: [1] (416) <-- worker 7 got signal 9

stress: WARN: [1] (418) now reaping child worker processes

stress: FAIL: [1] (422) kill error: No such process

stress: FAIL: [1] (452) failed run completed in 1s

7、Block IO 的限制

默认情况下，所有容器能平等地读写磁盘，可以通过设置--blkio-weight 参数来改变容器block IO 的优先级。

--blkio-weight 与--cpu-shares 类似，设置的是相对权重值，默认为500。在下面的例子中，容器A 读写磁盘的带宽是容器B 的两倍。

[root@localhost ~]# docker run -it --name container_A --blkio-weight 600 centos:stress /bin/bash

[root@a4b63e72a03b /]# cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight

600

[root@localhost ~]# docker run -it --name container_B --blkio-weight 300 centos:stress /bin/bash

[root@ee688a3bba2b /]# cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight

300

8、限制bps 和iops

如果在一台服务器上进行容器的混合部署，那么会存在同时几个程序写磁盘数据的情况，这时可以通过--device-write-iops选项来限制每秒写io次数来限制制定设备的写速度。相应的还有--device-read-iops选项可以限制读取IO的速度，但是这种方法只能限制设备，而不能限制分区，相应的Cgroup写配置文件为/sys/fs/cgroup/blkio/容器ID/ blkio.throttle.write_iops_device。

  1. bps 是byte per second，每秒读写的数据量。
  2. iops 是io per second，每秒IO 的次数。

可通过以下参数控制容器的bps 和iops：

  • --device-read-bps，限制读某个设备的bps
  • --device-write-bps，限制写某个设备的bps
  • --device-read-iops，限制读某个设备的iops
  • --device-write-iops，限制写某个设备的iops

下面的示例是限制容器写/dev/sda 的速率为5 MB/s。

[root@localhost ~]# docker run -it --device-write-bps /dev/sda:5MB centos:stress /bin/bash [root@7fc31cd1514b /]# dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=100 oflag=direct

100+0 records in

100+0 records out

104857600 bytes (105 MB) copied, 20.0051 s, 5.2 MB/s

通过dd 测试在容器中写磁盘的速度。因为容器的文件系统是在host /dev/sda 上的，在容器中写文件相当于对宿主机/dev/sda 进行写操作。另外，oflag=direct 指定用direct

IO 方式写文件，这样--device-write-bps 才能生效。

结果表明，bps 5.2 MB/s 在限速5MB/s 左右。作为对比测试，如果不限速，结果如下：

[root@localhost ~]# docker run -it centos:stress /bin/bash

[root@9128099a8947 /]# dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=100

100+0 records in

100+0 records out

104857600 bytes (105 MB) copied, 0.384372 s, 273 MB/s

http://www.yayakq.cn/news/273231/

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