docker资源管理

一、docker资源控制
1、资源控制工具
cgroups；是一个非常强大的linux内核工具，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，所以cgroups 实现了对资源的配额和度量

cgroups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

2、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。

CPU周期：指的是CFS调度CPU遍历处理一次容器所有的进程时长，默认是0.1s。设置范围为1ms~1s

Cgroups限制时间：使用cpu.cfs_quota_us 即可设置在每个周期内容器能使用的CPU的时长，默认是-1即不限制。

CPU利用率：Cgroups限制时间/CPU周期，默认Cgroups是-1而CPU周期为0.1s表示用满CPU

查看CPU默认配置：

 

3、CPU压力测试
docker run -itd --name test5 centos:7 /bin/bash
#创建名为test5的centos7容器
docker ps -a
#查看docker容器id
docker exec -it 容器唯一id/容器名 /bin/bash
#进入容器中
vi /cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done
#编辑脚本
chmod +x /cpu.sh
#添加执行权限
./cpu.sh
#执行脚本
新开一个shell脚本
top查看cpu占用率，按1查看使用的那个cpu

 

 

4、Cgroups限制cpu使用率

5、查看容器运行状态
docker stats

 

 

6、 配置容器指定CPU

 

 

7、限制容器内存使用
选项： -m(--memory=) 选项用于限制容器可以使用的最大内存

docker run -itd --name test8 -m 512m centos:7 /bin/bash
#创建并启动容器centos7命名为test8，限制最大内存为512mb
docker stats
#查看容器运行状态
选项： -m(--memory=) 选项用于限制容器可以使用的最大内存
docker run -itd --name test8 -m 512m centos:7 /bin/bash
#创建并启动容器centos7命名为test8，限制最大内存为512mb
docker stats
#查看容器运行状态

8、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gb。
#例：docker run -itd --name test9 --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 test10 --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）

二、docker数据管理
1、数据管理类型
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（DataVolumes Containers）

2、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，可以互相同步内容

mkdir /var/www
#宿主机创建目录
docker run -v /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash
#创建容器centos7并命名为web1.将宿主机的/var/www目录挂载到容器中的/data1卷中
# -v 选项表示容器中创建数据卷
echo "this is web1" > /data1/a.txt
exit
#数据卷中创建内容a.txt并退出
cd /var/www/
#进入宿主机的挂载目录
cat a.txt
#验证容器中数据卷内容
echo 123>abc.txt
#宿主机的挂载目录创建一个文件夹
docker start web1
docker exec -it web1 /bin/bash
#开启web1容器并进入
ls /data1
#显示data1数据卷验证其中是否有abc.txt

 

 

3、数据卷容器
--volumes-from 要挂载那个容器名称/id号 #用于容器之间的挂载
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。

docker run --name web3 -v /data1 -v /data2 -it centos:7 /bin/bash
#创建数据卷容器web3 并创建2个data目录
echo "this is web3" > /data1/abc.txt
echo "This is web3" > /data2/ABC.txt
#web3容器2个data下创建文件
docker run -it --volumes-from web2 --name web3 centos:7 /bin/bash
#使用 --volumes-from 来挂载 web2 容器中的数据卷到新的容器

 

4、端口映射
在启动容器的时候，如果不指定对应的端口，在容器外是无法通过网络来访问容器内的服务。端口映射机制将容器内的服务提供给外部网络访问，实质上就是将宿主机的端口映射到容器中，使得外部网络访问宿主机的端口便可访问容器内的服务。
docker run -d --name test1 -P nginx #随机映射端口（从32768开始）

docker run -d --name test2 -p 43000:80 nginx #指定映射端口

docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
9d3c04f57a68 nginx "/docker-entrypoint.…" 4 seconds ago Up 3 seconds 0.0.0.0:43000->80/tcp test2
b04895f870e5 nginx "/docker-entrypoint.…" 17 seconds ago Up 15 seconds 0.0.0.0:49170->80/tcp test1

浏览器访问：http://192.168.30.11:43000 、http://192.168.30.11:49170

5、容器的互联
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隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

docker run -itd -P --name web01 centos:7 /bin/bash

#创建并运行源容器取名web1

docker run -itd -P --name web02 --link web01:web01 centos:7 /bin/bash

##创建并运行接收容器取名web2，使用--link选项指定连接容器以实现容器互联

 

 

三、docker网络

 

1. docker网络实现原理

 

Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默认网关。因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的 Container-IP 直接通信。

 

Docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法直接通过 Container-IP 访问到容器。如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主主机（端口映射），即 docker run 创建容器时候通过 -p 或 -P 参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。

 

 

 

2. Docker的网络模式

 

●Host：容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。
●Container：创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口范围。
●None：该模式关闭了容器的网络功能。
●Bridge：默认为该模式，此模式会为每一个容器分配、设置IP等，并将容器连接到一个docker0虚拟网桥，通过docker0网桥以及iptables nat 表配置与宿主机通信。
●自定义网络

 

 使用docker run创建Docker容器时，可以用 --net 或 --network 选项指定容器的网络模式

 

●host模式：使用 --net=host 指定。
●none模式：使用 --net=none 指定。
●container模式：使用 --net=container:NAME_or_ID 指定。
●bridge模式：使用 --net=bridge 指定，默认设置，可省略。

 

 

 

3. 网络模式详解

 

①host模式

 

相当于Vmware中的桥接模式，与宿主机在同一个网络中，但没有独立IP地址。
Docker使用了Linux的Namespaces技术来进行资源隔离，如PID Namespace隔离进程，Mount Namespace隔离文件系统，Network Namespace隔离网络等。
一个Network Namespace提供了一份独立的网络环境，包括网卡、路由、iptable规则等都与其他的Network Namespace隔离。 一个Docker容器一般会分配一个独立的Network Namespace。 但如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace， 而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡、配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。

 

 

 

②container模式

 

在理解了host模式后，这个模式也就好理解了。这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个Network Namespace，而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口范围等。同样，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。两个容器的进程可以通过lo网卡设备通信。

 

③none模式

 

使用none模式，Docker容器拥有自己的Network Namespace，但是，并不为Docker容器进行任何网络配置。 也就是说，这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息。这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡。这种类型的网络没有办法联网，封闭的网络能很好的保证容器的安全性。

 

④bridge模式

 

 

 

bridge模式是docker的默认网络模式，不用--net参数，就是bridge模式。

 

相当于Vmware中的 nat 模式，容器使用独立network Namespace，并连接到docker0虚拟网卡。通过docker0网桥以及iptables nat表配置与宿主机通信，此模式会为每一个容器分配Network Namespace、设置IP等，并将一个主机上的 Docker 容器连接到一个虚拟网桥上。

 

（1）当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机上启动的Docker容器会连接到这个虚拟网桥上。虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。

 

（2）从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备。veth设备总是成对出现的，它们组成了一个数据的通道，数据从一个设备进入，就会从另一个设备出来。因此，veth设备常用来连接两个网络设备。

 

（3）Docker将 veth pair 设备的一端放在新创建的容器中，并命名为 eth0（容器的网卡），另一端放在主机中， 以 * 这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到 docker0 网桥中。可以通过 brctl show 命令查看。veth

 

（4）使用 docker run -p 时，docker实际是在iptables做了DNAT规则，实现端口转发功能。可以使用iptables -t nat -vnL 查看。

 

 ⑤自定义网络

 

直接使用bridge模式，是无法支持指定IP运行docker的，例如执行以下命令就会报错
docker run -itd --name test3 --network bridge --ip 172.17.0.10 centos:7 /bin/bash

 

创建自定义网络
#可以先自定义网络，再使用指定IP运行docker
docker network create --subnet=172.18.0.0/16 --opt "com.docker.network.bridge.name"="docker1" mynetwork

 

#docker1 为执行 ifconfig -a 命令时，显示的网卡名，如果不使用 --opt 参数指定此名称，那你在使用 ifconfig -a 命令查看网络信息时，看到的是类似 br-110eb56a0b22 这样的名字，这显然不怎么好记。
#mynetwork 为执行 docker network list 命令时，显示的bridge网络模式名称。
docker run -itd --name test4 --net mynetwork --ip 172.18.0.10 centos:7 /bin/bash