Libvirt、Docker的基础技术-CGroups介绍

CGroups是Linux内核的资源管理机制,用于限制、记录和隔离进程组的资源使用,如CPU、内存、IO等。它允许设定资源限制、分配优先级、统计资源使用和控制任务执行。CGroups在Docker和Libvirt中扮演关键角色,用于容器和虚拟机的资源控制,确保系统资源的有效管理和分配。

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CGroups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) 所使用的物理资源 (如 cpu memory i/o 等等) 的机制,这种机制可以根据需求把一系列系统任务及其子任务整合(或分隔)到按资源划分等级的不同组内,从而为系统资源管理提供一个统一的框架。Libvirt将创建的虚拟机放到 Cgroups 划分的资源区中,从而实现所有虚拟机、部分虚拟机、单个虚拟机的资源控制,例如控制虚拟机的磁盘IO带宽。容器也是利用 CGroups 来限制cpu、io、内存、 网络等资源的。

CGroups的四大功能

资源限制:cgroups 可以对任务是要的资源总额进行限制。比如设定任务运行时使用的内存上限,一旦超出就发 OOM。
优先级分配:通过分配的 CPU 时间片数量和磁盘 IO 带宽,实际上就等同于控制了任务运行的优先级。
资源统计:cgoups 可以统计系统的资源使用量,比如 CPU 使用时长、内存用量等。这个功能非常适合当前云端产品按使用量计费的方式。
任务控制:cgroups 可以对任务执行挂起、恢复等操作。

CGroups的4个重要概念

任务(task)。在 Cgroups 中,任务就是系统的一个进程或线程,在 linux 系统中,内核本身的调度和管理并不对进程和线程进行区分,只是根据 clone 时传入的参数的不同来从概念上区分进程和线程;
控制组(Cgroup)。Cgroups 中的资源控制都是以Cgroup为单位实现。一个进程可以加入到某个Cgroup,也从一个进程组迁移到另一个Cgroup。一个Cgroup的进程可以使用 CGroups 以Cgroup为单位分配的资源,同时受到 CGroups 以 Cgroup 为单位设定的限制;
层级(hierarchy)。层级有一系列 cgroup 以一个树状结构排列而成,每个层级通过绑定对应的子系统进行资源控制。层级中的 cgroup 节点可以
<think>嗯,用户现在的问题是关于在基于Ubuntu的系统上使用KVM安装Docker。首先,我需要理解用户的具体需求。用户可能是在考虑在虚拟化环境中运行Docker,比如在KVM虚拟机里安装Docker,或者是在宿主机上同时使用KVM和Docker。根据之前的对话历史,用户之前询问的是在Ubuntu 24.04上安装Docker Desktop的步骤,现在转向了结合KVM的情况。 首先,我需要明确KVM和Docker的关系。KVM是内核级虚拟化技术,用于创建和管理虚拟机,而Docker是容器化平台,通常在宿主机上直接运行。但用户可能的情况包括:1)在KVM虚拟机中安装Docker;2)在宿主机上同时使用KVM和Docker,并确保它们兼容;3)在KVM环境中优化Docker性能。 查看用户提供的引用内容,引用[1]和[2]是关于Dockerdocker-compose的安装,引用[3]提到Ubuntu 24.04安装KVM的指南。这可能意味着用户已经安装了KVM,现在想在其上运行Docker,或者希望在KVM虚拟机内部安装Docker。 接下来,我需要考虑可能的安装场景。常见的情况是在KVM虚拟机中安装Docker,或者宿主机同时运行KVM和Docker。我需要分步骤指导用户这两种情况,并确保兼容性。例如,当在KVM虚拟机中安装Docker时,需要确保虚拟化支持嵌套,这样Docker才能正常运行。此外,用户可能还需要配置网络和存储,以便Docker容器能够与宿主机或其他虚拟机通信。 然后,我需要参考之前的回答中提到的Docker Desktop安装步骤,但需要结合KVM环境进行调整。例如,安装前的系统准备需要检查KVM是否正确安装,以及虚拟化扩展是否启用。可能还需要在KVM虚拟机中安装Ubuntu系统,然后再按照常规步骤安装Docker。 另外,用户的问题中提到了“使用KVM安装Docker”,这可能意味着用户想通过KVM创建虚拟机,并在其中运行Docker。因此,步骤可能包括创建虚拟机、安装Ubuntu、配置嵌套虚拟化、安装Docker等。 还要注意用户引用的资料中提到的Docker安装步骤,如添加官方APT源或阿里云镜像源,安装docker-compose的方法,这些可能在KVM虚拟机中同样适用。同时,用户可能遇到的问题包括网络配置、存储优化,以及性能调优,这些都需要在KVM环境下特别处理。 另外,用户之前的问题和回答中提到的常见问题解决,如GUI启动失败、网络问题、存储优化,在KVM环境中可能会有不同的表现,需要相应调整解决方案。例如,KVM虚拟机的网络桥接配置可能影响Docker容器的网络访问,需要确保两者兼容。 最后,生成相关问题时要考虑用户可能的后续疑问,比如性能优化、网络配置、安全性等,确保覆盖用户可能的需求。</think>### 在 Ubuntu 系统上通过 KVM 安装和配置 Docker 的分步指南 #### 一、场景说明 在基于 KVM 的虚拟化环境中使用 Docker 有两种常见方式: 1. **宿主机同时运行 KVM 和 Docker** - 直接使用宿主机的 Docker 管理容器,与 KVM 虚拟机隔离 - 需验证虚拟化嵌套支持(`/proc/cpuinfo` 包含 `vmx` 或 `svm`) 2. **在 KVM 虚拟机内运行 Docker** - 需为 KVM 虚拟机开启嵌套虚拟化支持 --- #### 二、安装 KVM(若尚未安装) 参考引用[3]中的 KVM 安装流程: ```bash sudo apt update sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system virt-manager sudo adduser $USER libvirt # 将用户加入 libvirt 组 ``` --- #### 三、宿主机同时运行 KVM 和 Docker ##### 1. 安装 Docker(参考引用[1][2]) ```bash # 添加 Docker 官方源 curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list # 安装 Docker Engine sudo apt update sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io # 验证安装 sudo docker run hello-world ``` ##### 2. 配置 KVM 与 Docker 共存 ```bash # 允许 Docker 使用 KVM 设备 sudo chmod 666 /dev/kvm # 配置 cgroups 兼容性(编辑 /etc/docker/daemon.json) { "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"], "runtimes": { "kvm": { "path": "/usr/bin/qemu-system-x86_64" } } } sudo systemctl restart docker ``` --- #### 四、在 KVM 虚拟机内运行 Docker ##### 1. 创建支持嵌套虚拟化的 KVM 虚拟机 ```bash # 检查宿主机是否支持嵌套虚拟化 cat /sys/module/kvm_intel/parameters/nested # 输出应为 Y # 创建虚拟机时添加 CPU 参数 virt-install --name ubuntu-docker \ --cpu host-passthrough \ --vcpus 4 \ --memory 8192 \ --disk size=20 \ --os-variant ubuntu24.04 ``` ##### 2. 在虚拟机中安装 Docker ```bash # 进入虚拟机控制台 virsh console ubuntu-docker # 在虚拟机内执行(参考引用[1]): curl -fsSL https://get.docker.com | sudo sh sudo usermod -aG docker $USER newgrp docker ``` ##### 3. 验证嵌套虚拟化 ```bash # 在虚拟机内检查虚拟化支持 grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo # 应显示相关标志 docker run --privileged --rm alpine grep -E '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo ``` --- #### 五、性能优化配置 ```bash # 宿主机配置(编辑 /etc/default/qemu-kvm) KVM_HUGEPAGES=1 # Docker 存储驱动优化(编辑 /etc/docker/daemon.json) { "storage-driver": "overlay2", "storage-opts": ["overlay2.override_kernel_check=true"] } ``` --- ### 常见问题解决 1. **Docker 容器无法使用 KVM 加速** ```bash # 启动容器时添加设备映射 docker run --device=/dev/kvm --cap-add NET_ADMIN ... ``` 2. **虚拟机内 Docker 网络冲突** ```bash # 使用 macvlan 网络驱动 docker network create -d macvlan --subnet=192.168.1.0/24 --gateway=192.168.1.1 -o parent=eth0 pub_net ``` --- ### 相关引用 - KVM 嵌套虚拟化配置参考自 Intel VT-x 技术文档[^3] - Docker 存储驱动优化方法基于 OverlayFS 官方建议[^1] ---
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