Docker资源控制及数据管理

一、CPU资源控制

1、cgroups概述

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

2、cgroups的四大功能

（1）资源限制：可以对任务使用的资源总额进行限制
（2）优先级分配：通过分配的cpu时间片数量以及磁盘To带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级
（3）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
（4）任务控制：cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作

3、设置CPU使用率上限

（1）--cpu-period与--cpu-quota

•  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 1000~100000（微秒）

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

（2）查看两个配额数值

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docker run -itd --name jc1 centos:7 /bin/bash   #创建一个容器   docker ps -a CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED         STATUS        PORTS     NAMES 45509991194c   centos:7   "/bin/bash"   40 seconds ago   Up 39 second             jc1   cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/a8116f7815a35d43af77b661fe5846e1e550029c0034d3f84f9fdabd49996bc5/   cat cpu.cfs_quota_us -1   cat cpu.cfs_period_us 100000 ---------------------------------------------- #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

 

 

（3）进行CPU压力测试

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docker exec -it 45509991194c  /bin/bash  #进入容器 写一个死循环脚本 vi cpu.sh #!/bin/bash i=0 while true do let i++ done   chmod +x cpu.sh ./cpu.sh 另开一个终端用top命令查看cpu占比                 #可以看到这个脚本占了很多的cpu资源

 

（4）设置50%的比例分配CPU使用时间上限

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第一种方法： 1.docker run -itd --name jc2 --cpu-quota 50000 centos:7 /bin/bash   #可以重新创建一个容器并设置限额 2.docker exec -it  af6a2c2befe7 /bin/bash  #进入容器 3.写一个死循环脚本来测试 vi cpu.sh #!/bin/bash i=0 while true do let i++ done   chmod +x cpu.sh ./cpu.sh 4.另开一个终端用top命令查看cpu占比   第二种方法： 1.cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/af6a2c2befe7a4b313c7fdd2dda1c4376af2b31cd45cc3b890e95d45b664a1cc/ 2.echo 50000 > cpu.cfs_quota_us 3.docker exec -it af6a2c2befe7 /bin/bash 4../cpu.sh 5.另开一个终端用top命令查看cpu占比

 

 

 

 

4、设置CPU资源占用比（设置多个容器时才有效）

（1）格式

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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。 docker run -itd --name jc3 --cpu-shares 4096 centos:7 bash docker run -itd --name jc4 --cpu-shares 12288 centos:7 bash

（2）分别进入容器，进行压力测试

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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

 

 

（3）查看容器运行状态（动态更新）

1	docker stats

5、设置容器绑定指定的CPU

（1）先分配虚拟机4个CPU核数

1	docker run -itd --name jc5 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash

（2）进入容器，进行压力测试

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docker exec -it cf1c78cbfe79 bash   yum install -y epel-release yum install stress -y stress -c 4

（3）退出容器，执行top命令再按1查看cpu使用情况

二、对内存使用的限制

1、创建指定物理内存的容器

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-m(--memory=)选项用于限制容器可以使用的最大内存 docker run -itd --name jc6 -m 512m centos:7 /bin/bash   docker stats

 

2、创建指定物理内存和swap的容器

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docker run -itd --name jc7 -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)

 

三、对磁盘IO配额控制（blkio）的限制

1、设置限制项

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--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 jc8 --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 jc8 --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）

2、创建容器，并限制写速度

1	docker run -itd --name jc9 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash

 

3、通过dd来验证写速度

1 2	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

 

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

 

四、Docker的数据管理

1、管理Docker容器的方式

管理Docker容器中数据主要有2种方式：数据卷（Data Volumes）和数据卷容器（DataVolumes Containers）

2、数据卷

（1）定义

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

（2）创建格式

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docker run -itd -v /var/www:/data1 --name web1 centos:7 /bin/bash  #宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1   -v:在容器内创建数据卷 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

（3）创建文件测试

1 2	1.在宿主机的挂载目录创建文件测试数据卷 2.在数据卷创建文件测试宿主机的挂载目录

 

3、数据卷容器

（1）定义

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　　

（2）创建一个容器作为数据卷容器

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docker run -itd --name web2 -v /data1 -v /data2 -v /data3 centos:7 /bin/bash                docker exec -it 7089958811d3 bash  #进入数据卷容器 echo "11111" > /data1/123.txt echo "22222" > /data2/456.txt echo "33333" > /data3/789.txt exit

（3）挂载数据卷容器中的数据卷到新的容器

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使用--volumes-from来挂载web2容器中的数据卷到新的容器   docker run -itd --volumes-from web2 --name web3 centos:7 /bin/bash docker exec -it 02c46e912b19 bash   #进入新容器 cat /data1/123.txt cat /data2/456.txt cat /data3/789.txt

 

五、容器互联（使用centos镜像）　　

1、定义

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　　

2、创建容器互联

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1.#创建并运行源容器取名web1 docker run -itd -P --name web1 centos:7 /bin/bash 2.#创建并运行接收容器取名web2，使用--1ink选项指定连接容器以实现容器互联 3.docker run -itd -P --name web2 --link web1:jc centos:7 /bin/bash      #--link容器名:连接的别名 4.#进web2容器，ping sb/web1 docker exec -it web2 bash ping web1/jc