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5.4. 选择图形驱动程序

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容器运行时将镜像和容器存储在图形驱动程序中(可插拔式存储技术),如 DeviceMapper 和 OverlayFS。它们都有各自的优缺点。

有关 OverlayFS 的详情请参考 Red Hat Enterprise Linux(RHEL)7 发行注记

表 5.3. 图形驱动程序比较
名称描述优点限制:

OverlayFS

  • overlay
  • overlay2

组合一个较低(父)和上层(子上)文件系统和工作目录(位于与子进程相同的文件系统上)。较低文件系统是基础镜像,当您创建新容器时,会创建一个包含 deltas 的新文件系统。

  • 在启动和停止容器时比设备映射器更快。设备映射器和 Overlay 之间的启动时间差通常小于一秒。
  • 允许页面缓存共享。

没有兼容 POSIX。

设备映射器精简调配

使用 LVM、设备映射器和 dm-thinp 内核模块。它与一个原始分区(没有文件系统)删除回环设备不同。

  • 负载和高密度方面具有可测量的性能优势。
  • 它为每个容器提供容量限制(默认为 10G)。
  • 您必须有一个专用的分区。
  • 默认情况下,在 Red Hat Enterprise Linux(RHEL)中不会设置它。
  • 所有容器和镜像共享相同的容量池。在销毁和重新创建池的情况下无法调整它的大小。

设备映射器 loop-lvm

使用设备映射器精简配置模块(dm-thin-pool)实施写时复制(CoW)快照。对于每个设备映射器图形位置,基于两个块设备创建精简池,一个用于数据,另一个用于元数据。默认情况下,这些块设备是使用自动创建稀疏文件的环回挂载自动创建。

它开箱即用,因此对于原型制作和开发目的非常有用。

  • 不是 Unix(POSIX)功能的所有可端口操作系统接口的工作方式(例如,O_DIRECT)。最重要的是,不支持在生产环境中使用这个模式。
  • 所有容器和镜像共享相同的容量池。在销毁和重新创建池的情况下无法调整它的大小。

为了提高性能,红帽建议在设备映射器中使用 overlayFS 存储驱动程序。但是,如果您已在生产环境中使用设备映射器,红帽强烈建议您对容器镜像和容器根文件系统使用精简配置。否则,始终将 overlayfs2 用于 Docker 引擎,或将 overlayFS 用于 CRI-O。

使用循环设备可能会影响性能。虽然您仍可以继续使用它,但会记录以下警告信息:

devmapper: Usage of loopback devices is strongly discouraged for production use.
Please use `--storage-opt dm.thinpooldev` or use `man docker` to refer to
dm.thinpooldev section.

要简化存储配置,请使用 docker-storage-setup 工具,它可以自动完成大部分配置详情:

对于 Overlay

  1. 编辑 /etc/sysconfig/docker-storage-setup 文件以指定设备驱动程序:

    STORAGE_DRIVER=overlay2
    注意

    如果使用 CRI-O,请指定 STORAGE_DRIVER=overlay

    使用 CRI-O 时,默认的 overlay 存储驱动程序使用 overlay2 优化。

    使用 OverlayFS,如果要在不同的逻辑卷上具有 imagefs,那么您必须设置 CONTAINER_ROOT_LV_NAMECONTAINER _ROOT_LV_MOUNT_PATH。设置 CONTAINER_ROOT_LV_MOUNT_PATH 需要设置 CONTAINER_ROOT_LV_NAME。例如,CONTAINER_ROOT_LV_NAME="container-root-lv"。如需更多信息,请参阅使用 Overlay Graph Driver

  2. 如果您的独立磁盘驱动器有一个专用于 docker 存储(例如 /dev/xvdb)的磁盘驱动器,请将以下内容添加到 /etc/sysconfig/docker-storage-setup 文件中:

    DEVS=/dev/xvdb
    VG=docker_vg
  3. 重启 docker-storage-setup 服务:

    # systemctl restart docker-storage-setup
  4. 要验证 docker 是否使用 overlay2,并监控磁盘空间使用情况,请运行 docker info 命令:

    # docker info | egrep -i 'storage|pool|space|filesystem'

    输出示例

    Storage Driver: overlay2 1
     Backing Filesystem: extfs

    1
    使用 overlay2 时的 docker info 输出。

    从 Red Hat Enterprise Linux 7.2 开始,OverlayFS 也支持容器运行时用例,并提供更快的启动时间和页面缓存共享,这可以通过降低总体内存使用率来更好地提高密度。

对于 Thinpool

  1. 编辑 /etc/sysconfig/docker-storage-setup 文件以指定设备驱动程序:

    STORAGE_DRIVER=devicemapper
  2. 如果您的独立磁盘驱动器有一个专用于 docker 存储(例如 /dev/xvdb)的磁盘驱动器,请将以下内容添加到 /etc/sysconfig/docker-storage-setup 文件中:

    DEVS=/dev/xvdb
    VG=docker_vg
  3. 重启 docker-storage-setup 服务:

    # systemctl restart docker-storage-setup

    重启后,docker-storage-setup 会设置名为 docker_vg 的卷组,并创建一个 thin-pool 逻辑卷。有关 RHEL 的精简配置的文档,请参考 LVM 管理员指南。使用 lsblk 命令查看新创建的卷:

    # lsblk /dev/xvdb

    输出示例

    NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
    xvdb 202:16 0 20G 0 disk
    └─xvdb1 202:17 0 10G 0 part
      ├─docker_vg-docker--pool_tmeta 253:0 0 12M 0 lvm
      │ └─docker_vg-docker--pool 253:2 0 6.9G 0 lvm
      └─docker_vg-docker--pool_tdata 253:1 0 6.9G 0 lvm
      └─docker_vg-docker--pool 253:2 0 6.9G 0 lvm

    注意

    精简配置的卷未挂载,也没有文件系统(individual 容器具有 XFS 文件系统),因此不会在 df 输出中出现。

  4. 要验证 docker 是否使用 LVM thinpool,并用于监控磁盘空间使用情况,请运行 docker info 命令:

    # docker info | egrep -i 'storage|pool|space|filesystem'

    输出示例

    Storage Driver: devicemapper 1
     Pool Name: docker_vg-docker--pool 2
     Pool Blocksize: 524.3 kB
     Backing Filesystem: xfs
     Data Space Used: 62.39 MB
     Data Space Total: 6.434 GB
     Data Space Available: 6.372 GB
     Metadata Space Used: 40.96 kB
     Metadata Space Total: 16.78 MB
     Metadata Space Available: 16.74 MB

    1
    使用 devicemapperdocker info 输出。
    2
    对应于您在 /etc/sysconfig/docker-storage-setup 中指定的 VG

默认情况下,精简池配置为使用基础块设备的 40%。当您使用存储时,LVM 会自动将精简池扩展到 100%。这就是为什么 Data Space Total 值与基础 LVM 设备的大小不匹配。

在开发中,红帽分发中的 docker 默认为环回挂载的稀疏文件。查看您的系统是否使用回环模式:

# docker info|grep loop0

输出示例

 Data file: /dev/loop0

5.4.1. 在 SELinux 中使用 OverlayFS 或 DeviceMapper 的好处

OverlayFS 图形的主要优点是 Linux 页面缓存在共享同一节点上的镜像的容器之间共享。OverlayFS 的此属性会导致在容器启动期间减少输入/输出(I/O),从而加快容器启动时间,同时减少类似镜像在节点上运行时的内存用量。这些结果在许多环境中都很有用,特别是那些针对密度优化且具有高容器数量率(如构建场)或镜像内容具有重大重叠的目标。

DeviceMapper 无法进行页面缓存共享,因为精简配置的设备会基于每个容器分配。

注意

OverlayFS 是 Red Hat Enterprise Linux(RHEL)7.5 的默认 Docker 存储驱动程序,在 7.3 及更新的版本中被支持。将 OverlayFS 设置为 RHEL 上的默认 Docker 存储配置,以提高性能。有关配置 OverlayFS 以便与 Docker 容器运行时搭配使用的说明

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