Linux und Docker: Wie implementiert man dynamische Planung und Ressourcenverwaltung von Containern?

Linux und Docker: Wie implementiert man dynamische Planung und Ressourcenverwaltung von Containern?

Zusammenfassung:
Mit der rasanten Entwicklung und weit verbreiteten Anwendung der Containertechnologie ist die Frage, wie dynamische Planung und Ressourcenmanagement von Containern besser implementiert werden können, zu einem wichtigen Thema geworden. Dieser Artikel konzentriert sich auf einige gängige Mechanismen und Methoden in Linux und Docker sowie auf Beispielcode, um den Lesern ein besseres Verständnis der dynamischen Planung und Ressourcenverwaltung von Containern zu ermöglichen.

Einführung:
Der Aufstieg der Containertechnologie hat revolutionäre Veränderungen bei der Bereitstellung und dem Betrieb von Anwendungen mit sich gebracht. Herkömmliche Virtualisierungstechnologie erfordert einen Hypervisor, während die Containertechnologie Anwendungen direkt auf dem Hostcomputer ausführen kann, ohne dass zusätzliche Hypervisoren erforderlich sind.

Der Kern der Containertechnologie ist die Container-Engine, die bekannteste davon ist Docker. Docker bietet eine leichte und benutzerfreundliche Containerlösung und ist zum Vertreter der Containertechnologie geworden. In diesem Artikel wird Docker als Beispiel verwendet und mit dem Mechanismus des Linux-Systems kombiniert, um die Implementierung der dynamischen Planung und Ressourcenverwaltung von Containern vorzustellen.

1. Container-Technologie in Linux

In Linux-Systemen basiert die Container-Technologie hauptsächlich auf zwei wichtigen Funktionen, nämlich cgroup und namespace. cgroups (Kontrollgruppen) können Systemressourcen begrenzen und verwalten, während Namespaces Prozesse und Dateisysteme isolieren können.

1. cgroup

cgroup ist ein leistungsstarker Mechanismus zur Ressourcenkonfiguration und -beschränkung, der Ressourcengrenzen für verschiedene Prozessgruppen festlegen kann. Durch die Verwendung von cgroups können wir unterschiedliche Ressourcenlimits wie CPU-Kontingente, Speicherkontingente usw. für Prozesse im Container und externe Prozesse festlegen. In Linux-Systemen werden cgroups häufig zur Implementierung der Container-Ressourcenverwaltung verwendet.

Hier ist ein Beispielcode, der cgroups verwendet, um die CPU-Auslastung von Prozessen innerhalb eines Containers zu begrenzen:

#!/bin/bash

# 创建cgroup
cgcreate -g cpu:/docker_container

# 设置CPU配额为50%
cgset -r cpu.cfs_quota_us=50000 /docker_container

# 启动容器
docker run -d -it --name=my_container --cgroup-parent=/docker_container ubuntu /bin/bash

Im obigen Beispiel haben wir den Befehl cgcreate verwendet, um eine Cgroup mit dem Namen docker_container zu erstellen, und cgset verwendet, um die CPU-Quote festzulegen Die C-Gruppe beträgt 50 %. Dann verwenden wir den Docker-Befehl, um einen Container mit dem Namen my_container zu starten und ihn der cgroup docker_container zuzuordnen. Auf diese Weise wird die CPU-Auslastung des Prozesses innerhalb des Containers auf 50 % begrenzt.

2. Namespace

Namespace kann eine unabhängige Betriebsumgebung für den Prozess bereitstellen, einschließlich Dateisystem und Prozessraum. Durch die Verwendung des Namespace können wir eine Isolierung zwischen dem Container und dem Host erreichen.

Hier ist ein Beispielcode, der Namespace verwendet, um ein Dateisystem in einem Container zu isolieren:

#define _GNU_SOURCE
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 创建一个新的namespace
    int ret = unshare(CLONE_NEWNS);
    if (ret) {
        perror("unshare");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 在新的namespace中挂载一个文件系统
    ret = mount("rootfs", "/mnt", "ext4", MS_MGC_VAL, NULL);
    if (ret) {
        perror("mount");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 执行容器需要的命令
    system("/bin/bash");

    return 0;
}

Im obigen Beispiel verwenden wir die Unshare-Funktion, um einen neuen Namespace zu erstellen und darin ein RootFS-Dateisystem zu mounten. Als nächstes führten wir den Befehl /bin/bash aus. Dieser ausgeführte Befehl wird im neuen Namespace ausgeführt, wodurch eine Isolierung des Dateisystems erreicht wird.

2. Containerplanung und Ressourcenverwaltung in Docker

Neben der Bereitstellung von Containern bietet Docker auch einige erweiterte Funktionen, wie z. B. dynamische Planung und Ressourcenverwaltung von Containern. Diese Funktionen machen Docker zu einer leistungsstarken Container-Management-Plattform.

1. Dynamische Planung von Containern

Docker implementiert die dynamische Planung von Containern mithilfe eines Schedulers. Der Scheduler kann Hosts automatisch Container entsprechend unterschiedlicher Planungsrichtlinien zuweisen. Häufig verwendete Planungsstrategien sind:

• Zufällige Planung: Zuweisen von Containern zu Hosts basierend auf Zufallsalgorithmen;
• Lastausgleichsplanung: Zuweisen von Containern zu dem am meisten inaktiven Host basierend auf der Auslastung des Hosts;
• Gemeinsame Planung:

Das Folgende ist ein Beispielcode für die Containerplanung mit dem Docker-Scheduler:

#!/bin/bash

# 使用负载均衡调度器
docker run -d -p 8080:80 --name=mynginx --scheduler=random nginx

Im obigen Beispiel verwenden wir den Lastausgleichsplaner, um einem Host einen Container namens mynginx zuzuweisen. Der Container überwacht Port 8080 des Hosts und leitet die Anfrage an Port 80 innerhalb des Containers weiter.

2. Ressourcenverwaltung

Docker bietet eine Reihe von Befehlen und APIs zur Implementierung der Ressourcenverwaltung von Containern. Mit diesen Funktionen können wir die Ressourcennutzung von Containern überwachen und verwalten.

Hier ist ein Beispielcode, der den Docker-Befehl verwendet, um die Ressourcennutzung eines Containers anzuzeigen:

#!/bin/bash

# 查看容器的CPU使用情况
docker stats --format "table {{.Container}}    {{.CPUPerc}}    {{.MemUsage}}" my_container

Im obigen Beispiel haben wir den Docker-Statistikbefehl verwendet, um die CPU-Auslastung und Speichernutzung eines Containers namens my_container anzuzeigen.

Fazit:
In diesem Artikel werden einige gängige Methoden und Beispielcodes zur Implementierung der dynamischen Planung und Ressourcenverwaltung von Containern in Linux und Docker vorgestellt. Durch die Verwendung von Kontrollgruppen zur Implementierung von Ressourcenbeschränkungen und Namespaces zur Implementierung der Umgebungsisolation können wir Container besser verwalten und betreiben. Docker bietet darüber hinaus erweiterte Funktionen wie dynamische Planung und Ressourcenverwaltung, die uns dabei helfen, die Container-Technologie besser zu nutzen. Ich hoffe, dass die Leser durch die Einführung dieses Artikels ein tieferes Verständnis für die dynamische Planung und Ressourcenverwaltung von Containern erlangen können.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonLinux und Docker: Wie implementiert man dynamische Planung und Ressourcenverwaltung von Containern?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!