一、CGroups的含義

CGroups是Linux內(nèi)核提供的一 種可以限制單個(gè)進(jìn)程或者多個(gè)進(jìn)程所使用資源的機(jī)制，可以對 CPU、內(nèi)存和磁盤I/O等資源實(shí)現(xiàn)檢制。Docker可使用CGroups提倡的資源限制功能來完成CPU、內(nèi)存等部分的資源控制。

CGroups提供了對進(jìn)程進(jìn)行分組化管理的功能和接口的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，內(nèi)存或磁盤I/O的分配控制等具體的資源管理功能是通過對進(jìn)程進(jìn)行分組化管理來實(shí)現(xiàn)的。這些具體的資源管理功能稱為CGroups子系統(tǒng)或控制器，主要通過以下九大子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

（1）blkio：為每個(gè)塊設(shè)備設(shè)置I/O限制，如磁盤、光盤和USB等設(shè)備。

（2） cpu：使用調(diào)度程序提供對CPU的CGroup任務(wù)訪問。

（3） cpuacct：自動(dòng)生成CGroup任務(wù)的CPU資源使用報(bào)告。

（4）cpuset：為CGroup中的任務(wù)分配獨(dú)立CPU (在多核系統(tǒng)中)和內(nèi)存節(jié)點(diǎn)。

（5） devices：允許或拒絕CGroup任務(wù)訪問設(shè)備。

（6） freezer： 暫停和恢復(fù)CGroup任務(wù)。

（7）memory：設(shè)置每個(gè)CGroup任務(wù)使用的內(nèi)存限制，并自動(dòng)生成內(nèi)存資源使用報(bào)告。

（8）net_ clsI： 標(biāo)記每個(gè)網(wǎng)絡(luò)包以供CGroup任務(wù)使用。

（9）ns：命名空間子系統(tǒng)。（namesparce）

二、CGroup的功能和特點(diǎn)

1、CGroups的主要功能

（1） CGroups可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)程組使用的資源總額的限制。例如，使用memory子系統(tǒng)為進(jìn)程組設(shè)定一個(gè)內(nèi)存使用上限， 當(dāng)進(jìn)程組使用的內(nèi)存達(dá)到限額后再申請內(nèi)存時(shí)，會(huì)觸發(fā)OOM(OutOfMemory)警告。

（2）CGroups可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)程組的優(yōu)先級(jí)控制。通過分配CPU時(shí)間片數(shù)量及硬盤I/O、帶寬大小可控制進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)。例如，使用CPU子系統(tǒng)為某個(gè)進(jìn)程組分配特定cpu share。

（3） CGroups 可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)程組使用的資源數(shù)量的記錄。例如，使用cpuacct子系統(tǒng)可記錄某個(gè)進(jìn)程組使用的CPU時(shí)間。

（4） CGroups 可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)程組的隔離和控制。例如，使用ns子系統(tǒng)對不同的進(jìn)程組使用不同的namespace,以達(dá)到隔離的目的，使用不同的進(jìn)程組實(shí)現(xiàn)各自的進(jìn)程、網(wǎng)絡(luò)、文件系統(tǒng)掛載空間，也可使用feezer子系統(tǒng)將進(jìn)程組暫停和恢復(fù)。

2、CGroups的特點(diǎn)

（1）控制族群：控制族群是組按照某種標(biāo)準(zhǔn)劃分的進(jìn)程。CGroups中的資源控制都是以控制族群為單位實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)進(jìn)程可以加入某個(gè)控制族群中，也可以從一個(gè)進(jìn)程組遷移到另一個(gè)控制族群。一個(gè)進(jìn)程組的進(jìn)程可以使用CGroups以控制族群為單位分配資源，并受到CGroups以控制族群為單位設(shè)定的限制。

（2）層級(jí)：控制族群可以組織為hierarchical 的形式，即一棵控制族群樹。子控制組自動(dòng)繼承父節(jié)點(diǎn)的特定屬性，子控制組還可以有自己特定的屬性。

（3）子系統(tǒng)：一個(gè)子系統(tǒng)就是一個(gè)資源控制器， 如memory 子系統(tǒng)是一個(gè)內(nèi)存控制器。子系統(tǒng)必須附加到一個(gè)層級(jí)上才能起作用。個(gè)子 系統(tǒng)附加到某個(gè)層級(jí)以后， 這個(gè)層級(jí)上的所有控制族群都受到這個(gè)子系統(tǒng)的控制。

三、實(shí)訓(xùn)

1、利用CGroups實(shí)現(xiàn)CPU資源控制

（1）利用busybox鏡像生成容器，設(shè)置容器調(diào)度的周期為5000，將容器在每個(gè)周期內(nèi)的CPU配額設(shè)置為25000

[root@controller ~]# docker run -dit --name t1 --cpu-period 50000 --cpu-quota 25000 busybox:latest
da8f5d80873d6dc349e7aae44ef51571b7c530070b8600468aceaec9c20936ac

（2）利用busybox鏡像生成容器。將容器綁定到CPU上執(zhí)行，設(shè)置容器調(diào)度的周期和周期內(nèi)的CPU配額為50000

[root@controller ~]# docker run -dit --name t2 --cpuset-cpus 0 --cpu-period 50000 --cpu-quota 50000 busybox
8bc68f70004e051b344948717d82acba9e9c1a0f5a15f911fa60394618436e12

（3）利用busybox鏡像生成兩個(gè)容器，設(shè)置第二個(gè)容器的CPU使用率是第一個(gè)容器的兩倍

[root@controller ~]# docker run  -dit --name t3 --cpu-quota 1000 busybox
4908f5f5846fc5f269e5a5c7ebf82a4bf53a6f4dacf47753bbbfb2579fccbf88
[root@controller ~]# docker run  -dit --name t4 --cpu-quota 2000 busybox
71f56247679674f65c888562f3ea8f90f783a20e25a2a0f803bdb1ebef928aa4

2、利用CGroups實(shí)現(xiàn)內(nèi)存資源控制

（1）利用busybox鏡像生成容器，設(shè)置容器使用的最大內(nèi)存為256MB

[root@controller ~]# docker run -dit --name  t5 --memory 256MB busybox
3349f1259d61026be4353a6d9460a5e4f43bd960451547d1c4dd383df292fadc

3、利用CGroups實(shí)現(xiàn)磁盤I/O控制

（1）利用busybox鏡像生成容器，設(shè)置第二個(gè)容器讀這些磁盤的帶寬是第一個(gè)容器兩倍

[root@controller ~]# docker run -dit --name t6 --device-read-bps /dev/sda1:1mb  --device-write-bps /dev/sda1:1mb busybox 
b55bce694ef2a24f029ac9c13afe28510085db2751162d876de1b97e210c1066
[root@controller ~]# docker run -dit --name t7 --device-read-bps /dev/sda1:2mb  --device-write-bps /dev/sda1:2mb busybo
79d2920ce67a8c9956d499cff05fc09bee19ab412e419817ea7f220cd6cfc45c

（2）利用busybox鏡像生成容器，設(shè)置容器讀寫速度為30MB/s

[root@controller ~]# docker run -dit --name t8 --device-write-bps /dev/sd2:30mb busybox
70ce52a12add7635fcf082311f5cd719ade0036c0a716ced275a83c4802ea4a2

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