Docker+K8S+DevOps微服务架构师
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第八章 docker容器命名和资源配额控制
本节所讲内容：
8.1 docker容器命名和重命名 8.2 创建docker容器实例时指定主机名 8.3 docker容器资源配额控制之cpu 8.4 docker容器资源配额控制之内存 8.5 docker 数据映射 8.6 docker容器资源配额控制之IO前期准备：
还原快照到已经安装好docker的状态：
[root@xuegod63 ~]# systemctl start docker
[root@xuegod63 ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos httpd 0fe32512008f 23 hours ago 304.5 MB
centos apache 38fa5452c20d 23 hours ago 304.3 MB
centos latest 196e0ce0c9fb 2 weeks ago 196.6 MB
8.1 docker容器命名和重命名
容器命名语法：docker run -d —name 容器实例名 容器镜像名 要执行的命令
容器重命名语法： docker rename 旧容器名 新容器名
例1：运行一个名字为docker1的容器[root@xuegod63 ~]# docker run -itd —name docker1 centos:7.6.1810 /bin/bash
a651acdb6b4af511ce568a3a24762c56ba868b5adafaae0aa4ab9cd47d578062
注：如果本地没有centos:7.6.1810镜像，会自动下载
[root@xuegod63 ~]# docker ps #可以查看到
例2：将docke1容器重命名
[root@xuegod63 ~]# docker rename docker1 docker2
[root@xuegod63 ~]# docker ps
8.2 创建docker容器实例时指定容器的主机名
语法：docker run -it —name 容器名 -h 指定主机名 镜像 /bin/bash
例1：
[root@xuegod63 ~]# docker run -it —name docker3 -h docker63.cn centos bash
注：centos镜像代表centos:latest。没有指定tag标签，默认为latest
[root@docker63 /]# hostname #查看
docker63.cn
[root@docker63 /]# exit
让docker 容器开机自动启动
语法： docker run —restart=always -itd —name 容器名 镜像 /bin/bash
参数：—restart=always #在容器退出时总是重启容器。
例1：
[root@xuegod63 ~]# docker run —restart=always -itd —name test6666 centos bash
[root@xuegod63 ~]# systemctl restart docker
[root@xuegod63 ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
40538c2bed0e centos “bash” 47 seconds ago Up 5 seconds test6666
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 [ˈfeɪljə(r)] 失败
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守护进程启动时就已经停止了的容器。
如果创建时未指定 —restart=always ,可通过update 命令设置
语法：docker update —restart=always 容器ID或名字
例1：
[root@xuegod63 ~]# docker run -itd —name test888 centos bash
bb300ba81195597ae29016925d92904acaf1bb9c13061f3dd04d223ef6a6dc1f
[root@xuegod63 ~]# docker update —restart=always test888
[root@xuegod63 ~]# systemctl stop docker #停止服务
[root@xuegod63 ~]# systemctl start docker #开启docker服务
[root@xuegod63 ~]# docker ps | grep 888 #发现只设置了开机启动的docker实例会启动。说明咱们的配置是正确的。
bb300ba81195 centos “bash” 48 seconds ago Up 8 seconds test888
8.3 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）
8.3.1 指定docker容器可以使用的cpu份额
例1：给容器实例分配512权重的cpu使用份额
[root@xuegod63 ~]# docker run —help | grep cpu-shares
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1：给容器实例分配512权重的cpu使用份额 参数： —cpu-shares 512 [root@xuegod63 ~]# docker run -it —cpu-shares 512 centos:7.6.1810 /bin/bash [root@df176dd75bd4 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.shares #查看结果： 512 注：稍后，我们启动多个容器，测试一下是不是只能使用512份额的cpu资源。单独一个容器，看不出来使用的cpu的比例。 因没有docker实例同此docker实例竞争。 ### 8.3.2 CPU core核心控制 参数：—cpuset可以绑定CPU 对多核CPU的服务器，docker还可以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 Z14 ### 8.3.3 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：设置只在cupID是1和2的cpu上运行sshd进程程序。第一个cpu的ID是0 [root@xuegod63 ~]# ps -axu | grep sshd root 1450 0.0 0.0 82544 3604 ? Ss 06:52 0:00 /usr/sbin/sshd -D [root@xuegod63 ~]# taskset -cp 1,2 1450 pid 1450’s current affinity list: 0-3 pid 1450’s new affinity list: 1,2 affinity [əˈfɪnəti] 密切关系例2：查看ID为1的进程在哪个cpu上运行
[root@xuegod63 ~]# 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
[root@xuegod63 ~]# pstree -p | more # 查看进程树。也可以查看木马的父进程
systemd(1)-+-ModemManager(678)-+-{ModemManager}(704)
| `-{ModemManager}(709)
互动：为什么把进程绑定到cpu上，运行效率就高？
注：当cpu数量很多时，确实需要绑定进程到cpu上，这样可以减少cpu上下文切换的开销，节约时间。
例4：物理机一共有16个核心，创建的容器只能用0、1、2这三个核心。
[root@xuegod63 ~]# docker run -it —name cpu1 —cpuset-cpus 0-2 centos:7.6.1810 bash
[root@ad554956e989 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus
0-2
[root@b3f567c41a1a /]# taskset -cp 1 pid 1’s current affinity list: 0-2 [root@4ab931718502 /]# ps -axu #对于我当前的docker实例中，PID为1的进程是 /bin/bash USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 0.5 0.0 11776 1932 ? Ss 13:23 0:00 /bin/bash8.3.4 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cpuset-cpus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？可以运行stress，然后使用taskset绑定一下cpu。
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/
注：也可以使用epel源中的stress-xxx.rpm 。
今天的这个内容不难。 因为你今天第一次知道这个知识！！！ 回去练习。
[root@xuegod63 ~]# yum install -y epel-release [root@xuegod63 ~]# yum install stress -ytress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
-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()用于将内存上的内容写到硬盘上，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
--backoff N 等待N微妙后开始运行
-d —hadd n 产生n个执行write和unlink函数的进程
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
-hadd-bytes B 指定写的字节数--hadd-noclean 不unlink
例1：产生2个cpu进程，2个io进程，20秒后停止运行
[root@xuegod63 stress-1.0.4]# stress -c 2 -i 2 —verbose —timeout 20s
如果执行时间为分钟，改20s 为1m
查看：
运行两个容器实例
[root@xuegod63 ~]# docker run -itd —name docker10 —cpuset-cpus 0,1 —cpu-shares 512 centos:7.6.1810 /bin/bash
#指定docker10只能在cpu0和cpu1上运行，而且docker10的使用cpu的份额512
#参数-itd就是又能打开一个伪终端，又可以在后台运行着docker实例
[root@xuegod63 ~]# docker run -itd —name docker20 —cpuset-cpus 0,1 —cpu-shares 1024 centos:7.6.1810 /bin/bash
#指定docker20只能在cpu0和cpu1上运行，而且docker20的使用cpu的份额1024，比dcker10多一倍
测试1： 进入docker10，使用stress测试进程是不是只在cpu0,1上运行：
[root@xuegod63 ~]# docker exec -it docker10 /bin/bash
[root@d1a431815090 /]# yum install -y epel-release #安装epel扩展源 [root@d1a431815090 /]# yum install stress -y #安装stress命令 [root@d1a431815090 /]# stress -c 2 -v -t 10m #运行2个进程，把两个cpu占满 在物理机另外一个虚拟终端上运行top命令，按1快捷键，查看每个cpu使用情况：
可看到正常。只在cpu0,1上运行
测试2： 然后进入docker20，使用stress测试进程是不是只在cpu0,1上运行，且docker20上运行的stress使用cpu百分比是docker10的2倍
[root@xuegod63 ~]# docker exec -it docker20 /bin/bash
[root@d1a431815090 /]# yum install -y epel-release #安装epel扩展源 [root@d1a431815090 /]# yum install stress -y [root@f24e75bca5c0 /]# stress -c 2 -v -t 10m在另外一个虚拟终端上运行top命令，按1快捷键，查看每个cpu使用情况：
注：两个容器只在cpu0,1上运行，说明cpu绑定限制成功。而docker20是docker10使用cpu的2倍。说明—cpu-shares限制资源成功。
8.3.5 了解CPU周期控制
希望开拓一下眼界！
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。
period [ˈpɪəriəd] 周期，时期 quota [ˈkwəʊtə] 配额—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1秒只能使用单个CPU的0.2秒时间，可以将cpu-period设置为1000000（即1秒），cpu-quota设置为200000（0.2秒）。
[root@xuegod63 ~]# docker run -it —cpu-period 1000000 —cpu-quota 200000 centos /bin/bash
[root@0363ce23f262 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us #查看
1000000
[root@0363ce23f262 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us
200000
8.3.6 docker容器实例运行结束后自动释放资源
[root@xuegod63 ~]# docker run —help | grep rm
--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：
[root@xuegod63 ~]# docker run -it —rm —name mk centos:7.6.1810 sleep 5
物理上查看：
[root@xuegod63 ~]# docker ps -a | grep mk
6c75a9317a6b centos “sleep 5” 6 seconds ago Up 4 seconds mk
等5s后，再查看：
[root@xuegod63 ~]# docker ps | grep mk #自动删除了
8.4 docker容器资源配额控制之内存
Docker提供参数-m, —memory=””限制容器的内存使用量。
例1：允许容器使用的内存上限为128M：
[root@xuegod63 ~]# docker run -it -m 128m centos:7.6.1810
查看：
[root@40bf29765691 /]# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes
134217728
注：也可以使用tress进行测试，到现在，我可以限制docker实例使用cpu的核心数和权重，可以限制内存大小。
例2：创建一个docker，只使用2个cpu核心，只能使用128M内存
[root@xuegod63 ~]# docker run -it —cpuset-cpus 0,1 -m 128m centos:7.6.1810
8.5 docker数据映射
docker用来做计算，数据存储通过外挂实现。
语法：docker run -itd -v /src:/dst centos:7.6.1810 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/www/html映射到docker实例的/var/www/html 。
好处： 这样当docker坏了，数据还在物理机上，再使用apache镜像启动一个docker实例就可以了。 数据不丢失。
[root@xuegod63 ~]# mkdir -p /var/www/html
[root@xuegod63 ~]# docker run -it —name web1 -v /var/www/html/:/var/www/html centos bash
[root@8fb49e536af4 /]# echo aaa > /var/www/html/index.html
物理机查看：
[root@xuegod63 ~]# ls /var/www/html/
index.html
8.6 docker容器资源配额控制之IO
[root@xuegod63 ~]# docker run —help | grep write-b
--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。
—device参数：将主机设备添加到容器
[root@xuegod63 ~]# mkdir -p /var/www/html/
[root@xuegod63 ~]# docker run -it -v /var/www/html/:/var/www/html —device /dev/sda:/dev/sda —device-write-bps /dev/sda:1mb centos /bin/bash
[root@bd79042dbdc9 /]# time dd if=/dev/sda of=/var/www/html/test.out bs=1M count=50 oflag=direct,nonblock
注：dd 参数：
direct：读写数据采用直接IO方式，不走缓存。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
50+0 records in 50+0 records out 52428800 bytes (52 MB) copied, 50.1831 s, 1.0 MB/s real 0m50.201s user 0m0.001s sys 0m0.303s 注： 发现1秒写1M。 限制成功。总结：
8.1 docker容器命名和重命名 8.2 创建docker容器实例时指定主机名 8.3 docker容器资源配额控制之cpu 8.4 docker容器资源配额控制之内存 8.5 docker 数据映射 8.6 docker容器资源配额控制之IO
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