docker容器命名和资源配额控制

悠悠 2024-04-19 11:45 21阅读 0赞

# 一、 docker容器命名和重命名 #

1、 docker容器命名  
语法：docker run –dit --name 容器名称 容器镜像:标签 执行命名  
例子：启动一个名字为docker1的容器实例  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker1 centos:latest bash  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker ps![在这里插入图片描述][20190917230822745.png]

2、 docker容器重命名  
语法：docker rename 旧容器名 新容器名  
例子：将docker1重命名为docker2  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker rename docker1 docker2  
![在这里插入图片描述][20190917230830405.png]

# 二、 指定容器的主机名和指定容器开机自启动 #

1、 创建docker容器实例时指定主机名  
语法：docker run –it --name 容器名 –h实例主机名 镜像名:标签 执行命令  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -it --name docker3 -h docker3.com centos:latest bash  
![在这里插入图片描述][20190917230835993.png]

2、 指定容器开机自动启动  
语法：docker run –dit --restart=always –name 容器名 镜像:标签 执行命令  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker4 --restart=always centos:latest bash  
查看docker4实例的状态  
![在这里插入图片描述][20190917230854552.png]  
重启docker服务（即容器实例重启开机）  
\[root@xuegod110 ~\]\# systemctl restart docker  
可以看到能实现自动开机的只有实例docker4，因为设置了开机启动  
![在这里插入图片描述][20190917230858272.png]  
扩展：  
Docker 容器的重启策略如下：  
no，默认策略，在容器退出时不重启容器  
on-failure，在容器非正常退出时（退出状态非 0），才会重启容器  
on-failure:3，在容器非正常退出时重启容器，最多重启 3 次 failure  
always，在容器退出时总是重启容器  
unless-stopped，在容器退出时总是重启容器，但是不考虑在 Docker 守护进场启动时就已经停止了的容器。

3、 给已经启动的容器实例增加开机启动  
语法：docker update --restart=always 容器ID和名字  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker update --restart=always docker3  
docker3  
再次重启docker服务，查看实例docker3会不会开机自启动  
![在这里插入图片描述][20190917230911725.png]

# 三、 docker容器资源配额控制之CPU #

Docker 通过 cgroup 来控制容器使用的资源配额，包括 CPU、内存、磁盘三大方面，基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制。  
cgroup 概述：  
cgroup 是 Control Groups 的缩写，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(如 cpu、memory、磁盘 IO 等等) 的机制，被 LXC、docker 等很多项目用于实现进程资源控制。cgroup 将任意进程进行分组化管理的 Linux 内核功能。cgroup 本身是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构，I/O 或内存的分配控制等具体的资源管理功能是通过这个功能来实现的。  
为什么要进行硬件配额？  
当多个容器运行时，防止某容器把所有的硬件都占用了。（比如一台被黑的容器，有可能把所有的资源都占用）  
1、 指定docker容器可以使用的cpu份额  
语法：docker run –dit --cpu-share 数字（512） 镜像:标签 执行命令  
cpu 配额参数：-c, --cpu-shares int CPU shares (relative weight) 在创建容器时指定容器所使用的 CPU 份额值。cpu-shares 的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。

默认每个 docker 容器的 cpu 份额值都是 1024。在同一个 CPU 核心上，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： 两个容器 A、B 的 cpu 份额分别为 1000 和 500，结果会怎么样？  
情况 1：A 和 B 正常运行，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。  
情况 2：分配的结果取决于当时其他容器的运行状态。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； 比如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 只在多个容器同时争抢同一个 cpu 资源时，cpu 配额才会生效。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。  
例子：给容器实例分配512权重的cpu使用份额  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --cpu-shares 512 --name docker5 -h docker5.com --restart=always centos:latest bash  
解释：指定cpu权重512，容器名称为docker5，主机名是docker5.com，设置开机自启动

2、 CPU core核心控制  
参数：–cpuset 可以绑定 CPU  
对多核 CPU 服务器，docker 控制容器运行限定使用哪些 cpu 内核和内存节点，即使用  
–cpuset-cpus 和–cpuset-mems 参数。对具有 NUMA 拓扑（具有多 CPU、多内存节点）的服务器尤其有用，可以对需要高性能计算的容器进行性能最优的配置。如果服务器只有一个内存节点，则–cpuset-mems 的配置基本上不会有明显效果。

扩展：  
服务器架构一般分： SMP、NUMA、MPP 体系结构介绍  
从系统架构来看，目前的商用服务器大体可以分为三类：  
1）即对称多处理器结构(SMP ： Symmetric Multi-Processor) 例：x86 服务器，双路服务器。  
主板上有两个物理 cpu  
2）非一致存储访问结构 (NUMA：Non-Uniform Memory Access) 例：IBM小型机pSeries 690  
3）海量并行处理结构 (MPP ： Massive ParallelProcessing) 。 例： 大型机

3、 扩展技术taskset命令  
taskset 设定 cpu 亲和力，taskset 能够将一个或多个进程绑定到一个或多个处理器上运行。  
参数：  
\-c, --cpu-list 以列表格式显示和指定 CPU  
\-p, --pid 在已经存在的 pid 上操作

例1：设置cpuid是1和2的CPU上运行sshd进程  
\[root@xuegod110 ~\]\# ps -aux | grep sshd \#查询sshd的PID号  
root 1016 0.0 0.1 112796 4288 ? Ss 21:01 0:00 /usr/sbin/sshd -D  
\[root@xuegod110 ~\]\# taskset -cp 1016 \#查询sshd运行在那个CPU上  
pid 1016’s current affinity list: 0-3  
\[root@xuegod110 ~\]\# taskset -cp 1,2 1016 \#设置sshd运行在1和2CPU上  
pid 1016’s current affinity list: 0-3  
pid 1016’s new affinity list: 1,2

例2：查看PID为1的进程运行在哪个CPU上  
root@xuegod110 ~\]\# taskset -cp 1  
pid 1’s current affinity list: 0-3  
扩展：centos7 中 PID 为 1 的进程是：systemd ; centos6中PID为 1 的进程是：init

例3：创建容器实例只能运行在cpu0-2这三个CPU上  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -it --name docker6 --cpuset-cpus 0-2 --cpu-shares 512 centos:latest bash  
\[root@b080bcbc0f52 /\]\# taskset -cp 1 \#只能运行在0-2  
pid 1’s current affinity list: 0-2  
\[root@b080bcbc0f52 /\]\# ps -aux | grep 1 \#PID为1的进程是bash  
root 1 0.1 0.0 11820 1924 pts/0 Ss 13:38 0:00 bash

4、 CPU配额控制参数的混合使用  
当上面这些参数中时，cpu-shares 控制只发生在容器竞争同一个 cpu 的时间片时有效。  
如果通过 cpuset-cpus 指定容器 A 使用 cpu 0，容器 B 只是用 cpu1，在主机上只有这两个容器使用对应内核的情况，它们各自占用全部的内核资源，cpu-shares 没有明显效果。  
互动：如何才能有效果？  
容器 A 和容器 B 配置上 cpu-shares 值并都绑定到同一个 cpu 上，然后同时抢占 cpu 资源，就可以看出效果了。  
例 1：测试 cpu-shares 和 cpuset-cpus 混合使用运行效果，就需要一个压缩力测试工具 stress 来让容器实例把 cpu 跑满。  
如何把 cpu 跑满？ 如何把 4 核心的 cpu 中第一和第三核心跑满？  
先扩展：stress 命令  
概述：linux 系统压力测试软件 Stress 。 stress 可以测试 Linux 系统 cpu/menory/IO/disk 的负载。  
下载页：  
http://people.seas.harvard.edu/~apw/stress/  
也可以使用epel-release进行yum下载

stress参数解释：  
\-? 显示帮助信息  
\-v 显示版本号  
\-q 不显示运行信息  
\-n 显示已完成的指令情况  
\-t --timeout N 指定运行 N 秒后停止  
–backoff N 等待 N 微妙后开始运行  
\-c 产生 n 个进程 每个进程都反复不停的计算随机数的平方根，测试 cpu  
\-i 产生 n 个进程每个进程反复调用 sync()，sync()用于将内存上内容写到硬盘上，测试磁盘  
\-m --vm n 产生 n 个进程,每个进程不断调用内存分配 malloc()和内存释放 free（）函数 ,  
测试内存  
–vm-bytes B 指定 malloc 时内存的字节数 （默认 256MB）  
–vm-hang N 指定在 free 栈的秒数  
\-d --hadd n 产生 n 个执行 write 和 unlink 函数的进程  
\-hadd-bytes B 指定写的字节数  
–hadd-noclean 不unlink  
注：时间单位可以为秒 s，分 m，小时 h，天 d，年 y，文件大小单位可以为 K，M，G

安装stress命令  
\[root@xuegod110 ~\]\# yum -y install epel-release  
\[root@xuegod110 ~\]\# yum -y install stress

例1：产生2个cpu进程，2个io进程，20s后停止  
\[root@xuegod110 ~\]\# stress -c 2 -i 2 --verbose --timeout 20s  
![在这里插入图片描述][20190917230954904.png]

例2：测试cpuset-cpus和cpu-shares混合使用效果  
使用stress工具来让容器实例把cpu跑满。 当跑满后，会不会去其他cpu上运行。如果没有在其他cpu上运行，说明cgroup资源限制成功。  
创建两个容器实例：docker10和docker20，让docker10和docker20只运行在cpu0和cpu1上，给docker10分配512的cpu权重，docker20分配1024的cpu权重。最终测试下docker10和docker20使用cpu百分比。

创建两个容器实例  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker10 --cpuset-cpus 0-1 --cpu-shares 512 centos:latest bash  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker20 --cpuset-cpus 0-1 --cpu-shares 1024 centos:latest bash

进入docker10容器实例，使用stress命令，让cpu跑满  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker exec -it docker10 bash  
\[root@668420b811b7 /\]\# yum -y install epel-release  
\[root@668420b811b7 /\]\# yum -y install stress  
\[root@668420b811b7 /\]\# stree -c 2 -v -t 10m \#运行两个cpu进程，跑满cpu  
另起一个终端，使用top命令进行查看，按下1快捷键，查看每个cpu的使用情况  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker exec -it docker10 bash  
\[root@668420b811b7 /\]\# top \#只占用0-1CPU，开启了2个cpu进程  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTg0MzY5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

进入容器实例docker20，使用stress命令，让cpu跑满  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker exec -it docker20 bash  
\[root@f6399f216807 /\]\# yum -y install epel-release  
\[root@f6399f216807 /\]\# yum -y install stress  
\[root@f6399f216807 /\]\# stree -c 2 -v -t 10m \#运行两个cpu进程，跑满cpu  
另起一个终端，使用top命令进行查看，按下1快捷键，查看每个cpu的使用情况  
\[root@f6399f216807 /\]\# top  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTg0MzY5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
注：这里要看出来效果，需要两个容器实例同时启动，并且同时跑stress压测命令，33:66就是1:2的cpu权重比例。

5、 了解CPU周期控制  
docker提供了–cpu-period(周期)、–cpu-quota两个参数控制容器可以分配到的CPU时钟周期。  
–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。 指定周期  
–cpu-quota 是用来指定在这个周期内，最多可以有多少时间片断用来跑这个容器。 指定在这个周期中使用多少时间片  
跟–cpu-shares 不同的，–cpu-period 和–cpu-quota 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。时间换算单位： 1 秒=1000 毫秒 ； 1 毫秒=1000 微秒

例1：设置docker实例每一秒钟只能使用单个cpu的0.2秒时间，可以将cpu-period设置为1000000（即1S），cpu-quota设置为20000（0.2S）  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker7 --cpu-period 1000000 --cpu-quota 20000 centos:latest bash  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker exec -it docker7 bash  
\[root@feb815308ddb /\]\# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs\_period\_us \#查看设定的值  
1000000  
\[root@feb815308ddb /\]\# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs\_quota\_us  
20000

6、 docker容器实例运行结束后自动释放资源  
–rm 参数： Automatically remove the container when it exits  
作用：当容器命令运行结束后，自动删除容器，自动释放资源  
应用场景：在某些环境下，可能需要大量的新建 docker 实例，然后仅仅运行几秒钟或几分钟，然后就彻底删除。 如运行单元测试或测试弹性云计算。  
例：阿里云，要模拟双 11 的压力，需要快速创建 1 万 docker 实例，每个 docker 容器实例中都运行 ab 命令，拼命访问 tmall.com 首页，运行 1 个小时，1 小时后自动删除。

例：创建容器实例，运行5s中后删除  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker8 --rm centos:latest sleep 5  
![在这里插入图片描述][20190917231024532.png]  
等待5S后，再次查看，已经自动删除  
![在这里插入图片描述][20190917231028232.png]

# 四、 docker容器资源配额控制之内存 #

1、 内存  
Docker 提供参数-m, --memory=""限制容器的内存使用量  
例1：启动docker实例，使用内存上线为128M  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -it --name docker8 -m 128m centos:latest bash  
\[root@c22ce95d96e7 /\]\# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit\_in\_bytes  
134217728

例2：启动docker实例，只使用2个cpu核心，只能使用128M内存  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -it --name docker9 --cpuset-cpus 0-1 -m 128m centos:latest bash

# 五、 docker数据映射 #

语法：docker run –dit –v /src:/dst centos:latest bash  
\-v 用来指定挂载目录, 冒号: 前面的/src 为物理机本地目录,:后面的/dst 为容器里的目录:

例1：把物理机上的/var/ww/html映射到docker实例的/var/www/html  
\[root@xuegod110 ~\]\# mkdir -p /var/www/html/  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker11 -v /var/www/html:/var/www/html centos:latest bash  
\[root@xuegod110 ~\]\# echo xuegod110 > /var/www/html/index.html \#在物理机上写入文件  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker exec -it docker11 bash  
\[root@5be95cdaaa29 /\]\# cat /var/www/html/index.html \#容器实例查看  
xuegod110

# 六、 docker容器资源配额控制之IO #

参数：–device-write-bps value Limit write rate (bytes per second) to a device  
(default \[\]) \#限制此设备上的写速度（bytes per second），单位可以是 kb、mb 或者 gb。  
–device-read-bps value \#限制此设备上的读速度（bytes per second），单位可以是 kb、mb  
或者 gb。  
为什么阿云平台上 普通云盘的 IO 为： 1000 IOPS ，为什么这么小？  
原因是 一台存储 给 2000 台云主机使用，需要控制一下 。防止某台云主机吃光你的磁盘 I / O 资源  
情景：防止某个 Docker 容器吃光你的磁盘 I / O 资源  
例 1：限制容器实例对硬盘的最高写入速度设定为 1MB/s。  
\[root@xuegod110 ~\]\# mkdir -p /var/www/html/  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker12 -v /var/www/html/:/var/www/html/ --device /dev/sda:/dev/sda --device-write-bps/dev/sda:1mb centos:latest bash  
\[root@xuegod110 ~\]\# docker exec -it docker12 bash  
\[root@5189f431b4ed /\]\# time dd if=/dev/sda of=/var/www/html/test.out bs=1M count=5 oflag=direct,nonblack  
5+0 records in  
5+0 records out  
5242880 bytes (5.2 MB) copied, 5.01702 s, 1.0 MB/s \#IO配额设置成功

real 0m5.039s  
user 0m0.000s  
sys 0m0.012s

注：dd 参数：  
direct：读写数据采用直接 IO 方式，丌走缓存。直接从内存写硬盘上。  
nonblock：读写数据采用非阻塞 IO 方式，优先写 dd 命令的数据

# 总结：本章节所有命令集合使用 #

\[root@xuegod110 ~\]\# docker run -dit --name docker --restart=always -h docker.com --cpu-shares 512 --cpuset-cpus 0-2 --cpu-period 1000000 --cpu-quota 200000 -m 1024m -v /var/www/html/:/var/www/html/ --device /dev/sda:/dev/sda --device-write-bps /dev/sda:1mb --rm centos:latest /bin/bash sleep 5

命令解释：  
–name ：指定容器名称  
–restart=always ：设置容器开机自启动  
\-h ：指定容器主机名  
–cpu-shares ：设置cpu的权重值  
–cpuset-cpus：设置cpu的亲和力，运行在哪个cpu上  
–cpu-period：设置每1S对cpu的使用时间进行重新分配  
–cpu-quota：没0.2秒使用cpu一次  
\-m：设置容器运行的内存大小  
\-v：设置数据映射，冒号前是物理机，冒号后是容器的目录  
–device：映射的物理机磁盘  
–device-write-bps：映射物理磁盘的写入速度  
–rm：容器实例运行多长时间后自动删除，sleep 5表示5秒钟后删除

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