docker——8、Docker的系统资源限制及验证

1、限制容器的资源

默认情况下,容器没有资源限制,可以使用主机内核调度程序允许的尽可能多的给定资源。
Docker提供了控制容器可以使用多少内存或CPU的方法,设置docker run命令的运行时配置标志。

2、内存

2.1 内存不足的风险
  重要的是不要让正在运行的容器占用太多的主机内存。在Linux主机上,如果内核检测到没有足够的内存来执行重要的系统功能,它会抛出一个OOME 或者 Out Of Memory Exception,并开始查杀进程以释放内存。任何进程都会被杀死,包括Docker和其他重要的应用程序。如果错误的进程被杀死,这可以有效地降低整个系统。
  Docker尝试通过调整Docker守护程序上的OOM优先级来降低这些风险,以便它比系统上的其他进程更不可能被杀死。容器上的OOM优先级未调整。这使得单个容器被杀死的可能性比Docker守护程序或其他系统进程被杀死的可能性更大。您不应试图通过--oom-score-adj 在守护程序或容器上手动设置为极端负数或通过设置容器来绕过这些安全措施--oom-kill-disable
 
  可以通过以下方式降低OOME导致系统不稳定的风险:

  • 在将应用程序投入生产之前,请执行测试以了解应用程序的内存要求。
  • 确保您的应用程序仅在具有足够资源的主机上运行。
  • 限制容器可以使用的内存量,如下所述。
  • 在Docker主机上配置交换时要小心。交换比内存更慢且性能更低,但可以提供缓冲以防止系统内存耗尽。
  • 考虑将容器转换为服务,并使用服务级别约束和节点标签来确保应用程序仅在具有足够内存的主机上运行

2.2 限制容器对内存设有的设置
  Docker可以强制执行硬内存限制,允许容器使用不超过给定数量的用户或系统内存或软限制,这允许容器使用尽可能多的内存,除非满足某些条件,例如内核检测到主机上的低内存或争用。当单独使用或设置了多个选项时,其中一些选项会产生不同的效果。
  大部分的选项取正整数,跟着一个后缀b,k, m,g表示字节,千字节,兆字节或千兆字节。

选项 描述
-m or --memory= 容器可以使用的最大内存量。如果设置此选项,则允许的最小值为4m
–memory-swap * 允许此容器交换到磁盘的内存量。
–memory-swappiness 默认情况下,主机内核可以交换容器使用的匿名页面的百分比。您可以设置--memory-swappiness 0到100之间的值,以调整此百分比。
–memory-reservation 允许您指定小于软件限制的软限制--memory,当Docker检测到主机上的争用或内存不足时,该限制将被激活。如果使用--memory-reservation,则必须将其设置为低于--memory 优先级。因为它是软限制,所以不保证容器不超过限制。
–kernel-memory 容器可以使用的最大内核内存量。允许的最小值是4m。由于内核内存无法换出,因此内核内存不足的容器可能会阻塞主机资源,这可能会对主机和其他容器产生副作用。
–oom-kill-disable 默认情况下,如果发生内存不足(OOM)错误,内核会终止容器中的进程。要更改此行为,请使用该–oom-kill-disable选项。仅在已设置-m/–memory 选项的容器上禁用OOM杀手。如果-m 未设置该标志,则主机可能会耗尽内存,并且内核可能需要终止主机系统的进程才能释放内存。
### Docker 虆拟化技术原理 Docker 的虚拟化技术基于容器的概念,其核心在于利用 Linux 内核特性提供轻量级的虚拟化环境。以下是 Docker 虚拟化技术的关键点: #### 1. **轻量级虚拟化** Docker 使用宿主机的操作系统内核而不是为每个容器加载一个新的 Guest OS[^3]。这意味着当创建新容器时,无需重复加载完整的操作系统实例,从而显著减少了启动时间和资源消耗。 #### 2. **命名空间 (Namespaces)** Linux 命名空间用于隔离进程、文件系统、网络和其他系统资源Docker 利用了多种命名空间(如 PID、NET、MNT 等)来确保容器间的隔离性[^5]。这种机制允许每个容器看起来像是独占整个系统的资源,但实际上它们共享同一个底层操作系统。 #### 3. **控制组 (Cgroups)** 除了命名空间外,Docker 还依赖于 Cgroups 来管理和限制容器所使用的 CPU、内存及其他硬件资源。这有助于防止某个单一容器耗尽全部可用资源,并保障多租户环境下公平分配计算能力。 #### 4. **Union 文件系统** 为了高效存储和分发应用及其依赖项,Docker采用了联合挂载的方式构建镜像层结构[^1]。每一层代表特定版本的基础镜像加上增量更改集形成最终可执行实体——即容器实例本身. #### 5. **与传统 VM 对比的优势** 相比传统的虚拟机解决方案,Docker 提供更快的操作速度以及更低的成本开销.具体表现在以下几个方面: - 启动时间缩短至秒级别甚至更短. - 单台机器能够承载更多的工作负载单元数量(数百至上千). - 不涉及昂贵授权费用因为它是开源项目的一部分. ### 常见问题解答 尽管 Docker 技术带来了诸多便利之处但也存在一些挑战需要注意: #### A. 容器间通信安全 虽然默认情况下各容器被良好隔离开但仍可能存在潜在风险比如通过未受保护端口发起攻击等情形发生所以建议始终遵循最佳实践配置防火墙规则并定期更新补丁程序以减少暴露面.[^4] #### B. 数据持久化处理方案选择不当 如果未能妥善规划好数据卷映射策略可能会造成重要资料丢失现象一旦遇到意外情况例如节点崩溃等情况下面临恢复困难的局面为此应该提前考虑采用外部数据库服务或者设置自动备份计划等方式加以防范措施落实到位.[^1] #### C. 版本兼容性和升级路径复杂度增加 随着生态系统不断演进有时会出现向下不兼容修改进而影响到现有部署架构稳定性因此务必密切关注官方发布说明文档及时调整适应最新改动内容同时也要考虑到测试验证环节的重要性以免贸然行动引发不可预见后果.[^3] ```bash # 创建带数据卷绑定的新容器示例命令 docker run -d \ --name my_container \ -v /host/path:/container/path \ nginx:latest ```
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