Docker容器与虚拟化技术：Docker资源控制、数据管理

目录

一、理论

1.资源控制

2.Docker数据管理

二、实验

1.Docker资源控制

2.Docker数据管理 

三、问题

1.docker容器故障导致大量日志集满，造成磁盘空间满

2、当日志占满之后如何处理

四、总结

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一、理论

1.资源控制

(1)  CPU 资源控制

   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。

(2)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

(3)  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。（10万微秒）

        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。

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

启用一台容器:
 

docker run -itd --name test1 centos:7 /bin/bash

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。
 

①进行CPU压力测试

编写一个脚本：

docker exec -it 3ed82355f811 /bin/bash
vim /cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done

运行：

chmod +x /cpu.sh
./cpu.sh
exit

②设置50%的比例分配CPU使用时间上限

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
或者
cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/3ed82355f81151c4568aaa6e7bc60ba6984201c119125360924bf7dfd6eaa42b/
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
docker exec -it 3ed82355f811 /bin/bash
./cpu.sh
exit

(4)  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。

例：

        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 c1 --cpu-shares 512 centos:7	
docker run -itd --name c2 --cpu-shares 1024 centos:7

分别进入容器，进行压力测试

yum install -y epel-release
yum install stress -y
stress -c 4	

(5)设置容器绑定指定的CPU

先分配虚拟机4个CPU核数

创建容器

docker run -itd --name cc1 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash

进入容器，进行压力测试

yum install -y epel-release
yum install stress -y
stress -c 4
exit

退出容器，执行 top 命令再按 1 查看CPU使用情况

(6) 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 test4 --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 test5 --device-write-bps /dev/sda:1M 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）

创建容器，并限制写速度

docker run -it --name cc3 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash

通过dd来验证写速度

dd if=/dev/zero of=test.out bs=1M count=10 oflag=direct				#添加oflag参数以规避掉文件系统cache

2.Docker数据管理

（1）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。

例：

先下载一个镜像

docker pull centos:7

宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1。

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。

docker run -V /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash
#-v选项可以在容器内创建数据卷ls
echo "this is cc1" > /data1/abc.txt
exit#返回宿主机进行查看
cat /var/www/abc.txt

（2）数据卷容器

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。

例：

创建一个容器作为数据卷容器

docker run --name web2 -v /data1 -v /data2 -it centos:7 /bin/bash
echo "this is web2" > /data1/abc.txt
echo "THIS IS WEB2" > /data2/ABC.txt

使用 --volumes-from来挂载web2容器中的数据卷到新的容器

docker run -it --volumes-from web2 --name web3 centos:7 /bin/bash
cat /data1 /abc.txt
cat /data2/ABC.txt

（3）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

 （4）容器互联（使用centos镜像）

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

例：

docker run -itd -P --name xx1 centos:7 /bin/bash

创建并运行接收容器取名xx2，使用--1ink选项指定连接容器以实现容器互联

docker run -itd -P --name xx2 --link xx1:xx2 centos:7 /bin/bash

进xx2容器，ping xxl

docker exec -it xx2 bash

二、实验

1.Docker资源控制

（1）设置CPU使用率上限

进行CPU压力测试

编写一个脚本：

 

 查看脚本占用CPU资源

 设置50%的比例分配CPU使用时间上限

 可以看到CPU占用率接近50%，cgroups对CPU的控制起了效果

 （2）设置CPU资源占用比（设置多个容器时才有效）

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。

 分别进入容器，进行压力测试

容器c1

 

 容器c2

 查看容器运行状态（动态更新）

CPU总和是400%。因为虚拟机使用的是4核，而且C1和C2的CPU使用百分比约为1：2

 （3）设置容器绑定指定的CPU

已分配虚拟机4个CPU核数

 创建容器

只允许cc1容器使用第2个和第4个CPU

 

 进入容器

安装依赖包

 安装压力测试工具

  进行压力测试

 执行 top 命令

 再按 1 查看CPU使用情况，只有第2个和第4个CPU被使用

 （4）对磁盘IO配额控制（blkio）的限制

创建容器，并限制写速度

可以看到写的速度被限制了

清理docker占用的磁盘空间:

用于清理磁盘，删除关闭的容器、无用的数据卷和网络

2.Docker数据管理 

(1) 数据卷

先下载一个镜像

 宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1。

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。

文件内容一样

 （2）数据卷容器

创建一个容器作为数据卷容器

使用 --volumes-from来挂载web2容器中的数据卷到新的容器

 是在上一个容器创建的文件，说明挂载成功

 （3）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。

 

 

 (4)  容器互联（使用centos镜像）

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

创建并运行源容器取名xx1

 创建并运行接收容器取名xx2，使用--1ink选项指定连接容器以实现容器互联

 进xx2容器，ping xxl

三、问题

1.docker容器故障导致大量日志集满，造成磁盘空间满

（1）解决方案
清除日志

#!/bin/bash
logs=$ (find /var/lib/docker/containers/ -name *-json.log*)
for log in $logs
do
cat /dev/null > $log
done

2、当日志占满之后如何处理

###设置docker日志文件数量及每个日志大小vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["http://f613ce8f.m.daocloud.io"]，
"log-driver": "json-file",   #我的一日志格式
"log-opts": { "max-size" : "500m", "max-file" : "3"}   日志的参数最大500M   我最大容器中有三个日志文件 每个日志文件大小是500M
}
修改完需要重新加载  systemctl daemon-reload

四、总结

清理docker占用的磁盘空间:

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