Docker之cgroup篇

苍天有泪

　　一、CGroup简介：
　　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 (process groups) 所使用的物力资源 (如 cpu memory i/o 等等) 的机制。2007 年进入 Linux 2.6.24 内核，CGroups 不是全新创造的，它将进程管理从 cpuset 中剥离出来，作者是 Google 的 Paul Menage。CGroups也是 LXC 为实现虚拟化所使用的资源管理手段。
　　CGroup 功能及组成
　　CGroup 是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。这些具体的资源管理功能称为 CGroup 子系统或控制器。CGroup 子系统有控制内存的 Memory 控制器、控制进程调度的 CPU 控制器等。运行中的内核可以使用的 Cgroup 子系统由/proc/cgroup 来确认。
　　CGroup 提供了一个 CGroup 虚拟文件系统，作为进行分组管理和各子系统设置的用户接口。要使用 CGroup，必须挂载 CGroup 文件系统。这时通过挂载选项指定使用哪个子系统。
　　二、CGroup子系统介绍：
　　blkio -- 这个子系统为块设备设定输入/输出限制，比如物理设备（磁盘，固态硬盘，USB 等等）。
　　cpu -- 这个子系统使用调度程序提供对 CPU 的 cgroup 任务访问。
　　cpuacct -- 这个子系统自动生成 cgroup 中任务所使用的 CPU 报告。
　　cpuset -- 这个子系统为 cgroup 中的任务分配独立 CPU（在多核系统）和内存节点。
　　devices -- 这个子系统可允许或者拒绝 cgroup 中的任务访问设备。
　　freezer -- 这个子系统挂起或者恢复 cgroup 中的任务。
　　memory -- 这个子系统设定 cgroup 中任务使用的内存限制，并自动生成由那些任务使用的内存资源报告。
　　net_cls -- 这个子系统使用等级识别符（classid）标记网络数据包，可允许 Linux 流量控制程序（tc）识别从具体 cgroup 中生成的数据包。
　　ns -- 名称空间子系统。
　　三、实验内容:

• 　　实验环境：  
  RHEL6.5    172.25.44.1     server1.example.com
  　　iptables selinux disabled
  

　　2.Cgroup的安装：
　　[root@server1 ~]# yum install -y libcgroup.x86_64
　　[root@server1 ~]# /etc/init.d/cgconfig start
    Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
　　3.内存限制：
　　[root@server1 ~]# ls /cgroup/memory/        ##查看memory可用到的限制
    cgroup.event_control             memory.move_charge_at_immigrate
    cgroup.procs                     memory.oom_control
    memory.failcnt                   memory.soft_limit_in_bytes
    memory.force_empty               memory.stat
    memory.limit_in_bytes            memory.swappiness
    memory.max_usage_in_bytes        memory.usage_in_bytes
    memory.memsw.failcnt             memory.use_hierarchy
    memory.memsw.limit_in_bytes      notify_on_release
    memory.memsw.max_usage_in_bytes  release_agent
    memory.memsw.usage_in_bytes      tasks
   [root@server1 ~]# cat /cgroup/memory/memory.limit_in_bytes
    9223372036854775807            ##内存限制字节数
　　[root@server1 ~]# vim /etc/cgconfig.conf

　　group x1 {
        memory {
                memory.limit_in_bytes=209715200;    ##200*1024*1024=209715200# 限200M        

　　}
    }
   [root@server1 ~]# /etc/init.d/cgconfig restart
    Stopping cgconfig service:                                 [  OK  ]
    Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
　　[root@server1 ~]# df
    Filesystem                   1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
    /dev/mapper/VolGroup-lv_root   6926264 1033680   5540740  16% /
    tmpfs                           510120       0    510120   0% /dev/shm
    /dev/vda1                       495844   33473    436771   8% /boot
　　测试：
   [root@server1 ~]# cd /dev/shm/
    [root@server1 shm]# dd if=/dev/zero of=bigfile bs=1M count=300
    300+0 records in
    300+0 records out
    314572800 bytes (315 MB) copied, 0.216686 s, 1.5 GB/s
　　在swap，所以，我们还要限制swap
　　补充配置文件：
　　[root@server1 shm]# vim /etc/cgconfig.conf
    group x1 {
        memory {
                memory.limit_in_bytes=209715200;
                memory.memsw.limit_in_bytes=209715200;
        }
    }
　　[root@server1 shm]# /etc/init.d/cgconfig restart
    Stopping cgconfig service:                                 [  OK  ]
    Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
    [root@server1 shm]# cgexec -g memory:x1 dd if=/dev/zero of=bigfile bs=1M count=300
    Killed
4.执行脚本内存限制：
　　下载脚本 memapp1 memapp2两个均为 4096 pages of memory (1个pages of memory = 4字节)加执   行权限，现令memapp1可以执行，memapp2不可以
    [root@server1 ~]# chmod +x memapp*
    [root@server1 ~]# ./memapp1
    -bash: ./memapp1: /lib/ld-linux.so.2: bad ELF interpreter: No such file or directory
    [root@server1 ~]# yum install -y ld-linux.so.2
　　[root@server1 ~]# ./memapp1

    Process ID is: 1217

    Grabbing 4096 pages of memory

    Success!

    Press any key to exit

   [root@server1 ~]# ./memapp2

    Process ID is: 1218

    Grabbing 8192 pages of memory

    Success!

    Press any key to exit
　　[root@server1 ~]# vim /etc/cgconfig.conf
　　group x1 {
        memory {
                memory.limit_in_bytes=16777216;        ##4096*4*1024=16777216                                                                 memory.memsw.limit_in_bytes=16777216;
        }
    }
　　[root@server1 ~]# vim /etc/cgrules.conf
　　*:memapp1       memory  x1/
    *:memapp2       memory  x1/    ##限制任何人在执行这两个脚本时，都遵循x1里的限制
　　[root@server1 ~]# /etc/init.d/cgconfig restart
    Stopping cgconfig service:                                 [  OK  ]
    Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
    [root@server1 ~]# /etc/init.d/cgred restart
    Stopping CGroup Rules Engine Daemon...                     [  OK  ]
    Starting CGroup Rules Engine Daemon:                       [  OK  ]
　　测试：
    [root@server1 ~]# ./memapp1

    Process ID is: 1271

    Grabbing 4096 pages of memory

    Success!

    Press any key to exit

    [root@server1 ~]# ./memapp2

    Process ID is: 1272

    Grabbing 8192 pages of memory
    Killed
    5.CPU限制：
　　优先级区间19 ～ -20 ，19为最低优先级。
　　修改配置文件：
　　[root@server1 ~]# vim /etc/cgconfig.conf
　　 group x2 {
        cpu {
                cpu.shares=100;    ##优先级设为100，小于默认的
        }
    }
　　[root@server1 ~]# /etc/init.d/cgconfig restart
    Stopping cgconfig service:                                 [  OK  ]
    Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
　　测试：

　　若为2个CPU，则关掉一个
　　[root@server1 ~]# cd /sys/devices/system/cpu/cpu1    （注意：cpu0不可以关掉，里面都没有online的选择）
　　[root@server1 cpu1]# cat online     ##状态为1，表示cpu正在工作
    1   
    [root@server1 cpu1]# echo 0 > online     ##状态为0，表示关掉cpu

　　[root@server1 cpu1]# dd if=/dev/zero of=/dev/null &
    [1] 1286
    [root@server1 cpu1]# dd if=/dev/zero of=/dev/null &
    [2] 1287
   [root@server1 cpu1]# top    ##可以看到两个进程在均衡占用cpu
   

　　[root@server1 cpu1]# cgexec -g cpu:x2 dd if=/dev/zero of=/dev/null &
    [1] 1291
    [root@server1 cpu1]# top    ##只有一个资源在占用cpu

　　[root@server1 cpu1]# dd if=/dev/zero of=/dev/null &
    [2] 1293
   [root@server1 cpu1]# top    ##可以看到分配的cpu资源不同，因为优先级不同了

　　6.I/O限制：
　　查看所限制设备的类型：
　　[root@server1 cpu1]# ll /dev/vda
    brw-rw---- 1 root disk 252, 0 Sep 17 21:06 /dev/vda
　　[root@server1 cpu1]# ll /dev/sda1
    brw-rw---- 1 root disk 8, 1 Sep 17 20:42 /dev/sda1
　　修改配置文件:
　　[root@server1 ~]# vim /etc/cgconfig.conf
　　group x3 {
        blkio {
                blkio.throttle.read_bps_device="252:0 1024000";
        }
    }
　　[root@server1 cpu1]# /etc/init.d/cgconfig restart
　　测试：
　　[root@server1 cpu1]# cgexec -g blkio:x3 dd if=/dev/vda of=/dev/null

    ^C27401+0 records in
    27400+0 records out
    14028800 bytes (14 MB) copied, 13.9036 s, 1.0 MB/s
　　限制速度为1M
　　7.限制freezer：
　　修改配置文件：
　　[root@server1 cpu1]# vim /etc/cgconfig.conf
　　group x4 {
        freezer {
        }
    }
　　[root@server1 cpu1]# /etc/init.d/cgconfig restart
　　冻结任务：

　　[root@server1 cpu1]# cd /cgroup/freezer/x4
　　[root@server1 x4]# echo 7952 > tasks
　　cat freezer.state　　
　　--> THAWED c活跃状态　　

　　FROZEN 冻结状态　　
　　echo FROZEN > freezer.state  

　　会发现7592任务被冻结了，但是任务还在进行中，像CPU等都还在