Docker的系统资源限制及验证

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       默认情况下，容器没有资源限制，可以使用主机内核调度程序允许的尽可能多的给定资源。Docker提供了控制容器可以使用多少内存或CPU的方法，设置docker run命令的运行时配置标志。本篇提供有关何时应设置此类限制的详细信息以及设置这些限制的可能含义。

　　其中许多功能都要求您的内核支持Linux功能。要检查支持，可以使用该 docker info命令。如果内核中禁用了某项功能，您可能会在输出结尾处看到一条警告，如下所示：WARNING: No swap limit support，请参阅操作系统的文档以启用它们，了解更多。

一、内存

1、内存不足的风险

      重要的是不要让正在运行的容器占用太多的主机内存。在Linux主机上，如果内核检测到没有足够的内存来执行重要的系统功能，它会抛出一个OOME 或者 Out Of Memory Exception，并开始查杀进程以释放内存。任何进程都会被杀死，包括Docker和其他重要的应用程序。如果错误的进程被杀死，这可以有效地降低整个系统。

　　Docker尝试通过调整Docker守护程序上的OOM优先级来降低这些风险，以便它比系统上的其他进程更不可能被杀死。容器上的OOM优先级未调整。这使得单个容器被杀死的可能性比Docker守护程序或其他系统进程被杀死的可能性更大。您不应试图通过--oom-score-adj 在守护程序或容器上手动设置为极端负数或通过设置容器来绕过这些安全措施--oom-kill-disable。

　　有关Linux内核的OOM管理的更多信息，请参阅内存不足管理。

　　您可以通过以下方式降低OOME导致系统不稳定的风险：

•  在将应用程序投入生产之前，请执行测试以了解应用程序的内存要求。
•  确保您的应用程序仅在具有足够资源的主机上运行。
•  限制容器可以使用的内存量，如下所述。
•  在Docker主机上配置交换时要小心。交换比内存更慢且性能更低，但可以提供缓冲以防止系统内存耗尽。

 考虑将容器转换为服务，并使用服务级别约束和节点标签来确保应用程序仅在具有足够内存的主机上运行

2、限制容器对内存设有的设置

       Docker可以强制执行硬内存限制，允许容器使用不超过给定数量的用户或系统内存或软限制，这允许容器使用尽可能多的内存，除非满足某些条件，例如内核检测到主机上的低内存或争用。当单独使用或设置了多个选项时，其中一些选项会产生不同的效果。

　　大部分的选项取正整数，跟着一个后缀b，k， m，g，，表示字节，千字节，兆字节或千兆字节。

3、--memory-swap 设置

（1）介绍

　　--memory-swap 是一个修饰符标志，只有在--memory 设置时才有意义。使用swap允许容器在容器耗尽可用的所有RAM时将多余的内存需求写入磁盘。对于经常将内存交换到磁盘的应用程序，性能会受到影响。

（2）它的设置会产生复杂的效果：

•  如果--memory-swap 设置为正整数，那么这两个--memory和 --memory-swap 必须设置。--memory-swap 表示可以使用的memory and swap，并--memory 控制非交换内存(物理内存)使用的量。所以如果--memory="300m" 和--memory-swap="1g"，容器可以使用300米的内存和700米（1g - 300m）swap。
•  如果--memory-swap 设置为0，则忽略该设置，并将该值视为未设置。
•  如果--memory-swap 设置为与值相同的值--memory，并且--memory设置为正整数，则容器无权访问swap。请参考下面阻止容器使用交换。
•  如果--memory-swap 未设置并--memory 设置，则容器可以使用两倍于--memory设置的swap，主机容器需要配置有swap。例如，如果设置--memory="300m" 和--memory-swap 未设置，容器可以使用300米的内存和600米的swap。
•  如果--memory-swap 明确设置为-1，则允许容器使用无限制swap，最多可达宿主机系统上可用的数量。
•  在容器内部，工具如free 报告主机的swap，而不是容器内真正可用的内存。不要依赖free 或类似工具来确定是否存在swap。

（3）防止容器使用交换

　　如果--memory 和--memory-swap设置为相同的值，则可以防止容器使用swap。这是因为--memory-swap 可以使用的memory and swap，而--memory只是可以使用的物理内存量。

4、--memory-swappiness 设置

•  值为0将关闭匿名页面交换。
•  值100将所有匿名页面设置为可交换。
•  默认情况下，如果未设置--memory-swappiness，则值将从主机继承。

5、--kernel-memory 设置

（1）介绍

内核内存限制以分配给容器的总内存表示。请考虑以下方案：

•  无限内存，无限内核内存：这是默认设置。
•  无限内存，有限的内核内存：当所有cgroup所需的内存量大于主机上实际存在的内存量时，这是合适的。您可以将内核内存配置为永远不会覆盖主机上可用的内容，而需要更多内存的容器需要等待它。
•  有限的内存，无限的内核内存：整体内存有限，但内核内存不受限制。
•  有限的内存，有限的内核内存：限制用户和内核内存对于调试与内存相关的问题非常有用。如果容器使用意外数量的任一类型的内存，则内存不足而不会影响其他容器或主机。在此设置中，如果内核内存限制低于用户内存限制，则内核内存不足会导致容器遇到OOM错误。如果内核内存限制高于用户内存限制，则内核限制不会导致容器遇到OOM。

 当您打开任何内核内存限制时，主机会根据每个进程跟踪“高水位线”统计信息，因此您可以跟踪哪些进程（在本例中为容器）正在使用多余的内存。通过/proc/<PID>/status在主机上查看，可以在每个过程中看到这一点。

二、CPU

•  默认情况下，每个容器对主机CPU周期的访问权限是不受限制的。
•  您可以设置各种约束来限制给定容器访问主机的CPU周期。
•  大多数用户使用和配置 默认CFS调度程序。
•  在Docker 1.13及更高版本中，您还可以配置 实时调度程序。

1、配置默认CFS调度程序

CFS是用于普通Linux进程的Linux内核CPU调度程序。多个运行时标志允许您配置容器具有的CPU资源访问量。使用这些设置时，Docker会修改主机上容器的cgroup的设置。

 三、操作演示

1、准备工作

（1）先查询宿主机的资源

[root@docker ~]# lscpu   CPU资源
Architecture:  x86_64
CPU op-mode(s):   32-bit, 64-bit
Byte Order:    Little Endian
CPU(s):       4
On-line CPU(s) list:   0-3
Thread(s) per core:    1
Core(s) per socket:    1
Socket(s):    4
NUMA node(s):   1
Vendor ID:      GenuineIntel
CPU family:     6
Model:   60
Model name:     Intel(R) Xeon(R) CPU E3-1231 v3 @ 3.40GHz
Stepping:       3
CPU MHz:      3395.854
BogoMIPS:      6792.17
Hypervisor vendor:     VMware
Virtualization type:   full
L1d cache:             32K
L1i cache:             32K
L2 cache:              256K
L3 cache:              8192K
NUMA node0 CPU(s):     0-3
[root@docker ~]# free -h   内存、swap资源
total   used    free      shared  buff/cache   available
Mem:    7.8G    193M  7.2G  8.6M  438M  7.3G
Swap:  2.0G        400K        2.0G

（2）在dockerhub 下载一个用于压测的镜像

[root@docker ~]# docker pull lorel/docker-stress-ng

（3）该压测镜像的使用方法

[root@docker ~]# docker run --name stress --rm lorel/docker-stress-ng:latest stress --help

使用--help 可以查询此压测镜像的用法

例：

stress-ng --cpu 8 --io 4 --vm 2 --vm-bytes 128M --fork 4 --timeout 10s

语法：

•  -c N, --cpu N 启动N个子进程（cpu）
•  --vm N 启动N个进程对内存进行压测
•  --vm-bytes 128M 每个子进程使用多少内存（默认256M）

2、 测试内存限制

（1）现在最大使用内存启动容器

[root@docker ~]# docker run --name stress --rm -m 256m lorel/docker-stress-ng:latest stress --vm 2
stress-ng: info: [1] defaulting to a 86400 second run per stressor
stress-ng: info: [1] dispatching hogs: 2 vm
 
[root@docker ~]# docker stats stress
CONTAINER ID  NAME   CPU % MEM USAGE/ LIMIT   MEM %               NET I/O             BLOCK I/O           PIDS
e1fdb0520bad        stress              8.22%               254MiB / 256MiB     99.22%              648B / 0B           46.9MB / 3.63GB     5

注释：

•  -m 256m 限制此容器最大只能使用256m 内存；
•  --vm 2    启动压测容器，使用256x2=512m的内存；
•  docker stats 结果查询，容器实际使用内存不能超过256m

3、 测试CPU限制

（1）限制最大使用2核CPU

[root@docker ~]# docker run --name stress --rm --cpus 2 lorel/docker-stress-ng:latest stress --cpu 8
stress-ng: info: [1] defaulting to a 86400 second run per stressor
stress-ng: info: [1] dispatching hogs: 8 cpu
 
[root@docker ~]# docker stats stress
CONTAINER ID        NAME                CPU %               MEM USAGE / LIMIT     MEM %               NET I/O             BLOCK I/O           PIDS
ca86c0de6431        stress              199.85%             15.81MiB / 7.781GiB   0.20%               648B / 0B           0B / 0B             9

（2）不限制使用CPU核数

[root@docker ~]# docker run --name stress --rm lorel/docker-stress-ng:latest stress --cpu 8
stress-ng: info: [1] defaulting to a 86400 second run per stressor
stress-ng: info: [1] dispatching hogs: 8 cpu
 
[root@docker ~]# docker stats stress
CONTAINER ID        NAME                CPU %               MEM USAGE / LIMIT     MEM %               NET I/O             BLOCK I/O           PIDS
167afeac7c97        stress              399.44%             15.81MiB / 7.781GiB   0.20%               508B / 0B    

Docker的系统资源限制及验证

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原文地址：https://www.cnblogs.com/deny/p/12502843.html