Docker的资源控制管理

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• 一、CPU控制
  
  
  
  • 1、设置CPU使用率上限
    
    
    
    • 查看CPU使用率
      
    • 进行CPU压力测试
      
    • 设置CPU使用率
      
    
    
  • 2、设置CPU资源占用比（设置多个容器时才有效）
    
  • 3、设置容器绑定指定的CPU
    
  
  
• 二、对内存使用进行限制
  
  
  
  • 1、创建指定物理内存的容器
    
  • 2、创建指定物理内存和swap的容器
    
  • 3、 对磁盘IO配额控制（blkio）的限制
    
    
    
    • 3.1 设置限制项
      
    • 3.2 创建容器，并限制写速度
      
    • 3.3 通过dd来验证写速度
      
    
    
  • 4、清理docker占用的磁盘空间
    
  
  

一、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、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。
查看CPU使用率

1. docker run -itd --name test centos:7 /bin/bash
3. cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/98804287283ce0f6abe8a19c9884c6b5149acc5a050a767e                      9f5f4bac5472ef56/
5. cat cpu.cfs_period_us cpu.cfs_quota_us
6. 100000
7. -1

复制代码

#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。

进行CPU压力测试

1. docker exec -it 98804287283c /bin/bash
2. vim /cpu.sh
3. #!/bin/bash
4. i=0
5. while true
6. do
7. let i++
8. done
10. chmod +x /cpu.sh
11. ./cpu.sh
12. exit
14. top  

复制代码

　
设置CPU使用率

1. #设置50%的比例分配CPU使用时间上限
2. 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
3. 或者
4. cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/98804287283ce0f6abe8a19c9884c6b5149acc5a050a767e9f5f4bac5472ef56
5. echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
6. docker exec -it 98804287283c /bin/bash
7. ./cpu.sh
8. exit
10. top                                                #可以看到cpu占用率接近50%，cgroups对cpu的控制起了效果

复制代码

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 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。

1. docker run -itd --name test1 --cpu-shares 1024 centos:7
2. docker run -itd --name test2 --cpu-shares 512 centos:7
4. #分别进入容器，进行压力测试
5. docker exec -it 2e71bd7f3c4c bash
6. yum install -y epel-release
7. yum install stress -y
8. 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
10. #查看容器的运行状态（动态更新）
11. docker stats

复制代码

3、设置容器绑定指定的CPU

1. #先分配虚拟机4个CPU核数
2. docker run -itd --name test2 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash
4. #进入容器，进行压力测试
5. yum install -y epel-release
6. yum install stress -y
7. stress -c 4
8. exit
10. #退出容器，执行 top 命令再按 1 查看CPU使用情况。

复制代码

二、对内存使用进行限制

1、创建指定物理内存的容器

1. -m(--memory=)选项用于限制容器可以使用的最大内存
2. docker run -itd --name test4 -m 512m centos:7 /bin/bash
4. docker stats

复制代码

2、创建指定物理内存和swap的容器

1. docker run -itd --name gxd7 -m 512m --memory-swap 1g centos:7 /bin/bash
3. 强调一下，--memory-swap是必须要与--memory一起使用的
5. 正常情况下，--memory-swap的值包含容器可用内存和可用swap
6. 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
8. 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
9. 如果--memory-swap的值和-m值相同，则容器不能使用swap
10. 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)

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3、 对磁盘IO配额控制（blkio）的限制

3.1 设置限制项

1. --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。
2. 例：docker run -itd --name test1 --device-read-bps /dev/sda:1M  centos:7 /bin/bash
4. --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。
5. 例：docker run -itd --name test1 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash
7. --device-read-iops ：限制读某个设备的iops（次数）
8.   
9. --device-write-iops ：限制写入某个设备的iops（次数）

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3.2 创建容器，并限制写速度


3.3 通过dd来验证写速度

1. docker exec -it test1 bash                       #进入容器
2. 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

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4、清理docker占用的磁盘空间

1. 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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