🥇 סקירה והתאמה אישית של מכולות Kata

מאמר זה ידון כיצד זה עובד מכולות קאטה, ויהיה גם חלק מעשי עם החיבור שלהם ל-Docker.

על בעיות נפוצות עם Docker והפתרונות שלהם כבר נכתב, היום אתאר בקצרה את היישום מ-Kata Containers. Kata Containers הוא זמן ריצה מאובטח של מיכל המבוסס על מכונות וירטואליות קלות משקל. העבודה איתם זהה לזו של קונטיינרים אחרים, אך בנוסף יש בידוד אמין יותר באמצעות טכנולוגיית וירטואליזציה של החומרה. הפרויקט החל ב-2017, כאשר הקהילה בעלת אותו השם השלימה את המיזוג של מיטב הרעיונות מ-Intel Clear Containers ו-Hyper.sh RunV, ולאחר מכן נמשכה העבודה על תמיכה בארכיטקטורות שונות, כולל AMD64, ARM, IBM p-ו-z -סִדרָה. בנוסף, העבודה נתמכת בתוך ה-hypervisors QEMU, Firecracker, ויש גם אינטגרציה עם containerd. הקוד זמין בכתובת GitHub תחת רישיון MIT.

תכונות עיקריות

עבודה עם ליבה נפרדת, ובכך לספק בידוד רשת, זיכרון ו-I/O, ניתן לכפות שימוש בבידוד חומרה המבוסס על הרחבות וירטואליזציה
תמיכה בתקנים בתעשייה כולל OCI (פורמט מיכל), Kubernetes CRI
ביצועים עקביים של קונטיינרים רגילים של לינוקס, בידוד מוגבר ללא תקורה של ביצועים של מחשבי VM רגילים
בטל את הצורך להפעיל קונטיינרים בתוך מכונות וירטואליות מלאות, ממשקים גנריים מפשטים את האינטגרציה וההשקה

התקנה

יש רב אפשרויות התקנה, אשקול התקנה מהמאגרים, על בסיס מערכת ההפעלה Centos 7.
זה חשוב: עבודת Kata Containers נתמכת רק בחומרה, גם העברת וירטואליזציה לא תמיד עובדת צריך תמיכה ב-sse4.1 מהמעבד.

התקנת מכולות קאטה היא די פשוטה:

התקן כלי עזר לעבודה עם מאגרים:

# yum -y install yum-utils

השבת את Selinux (זה נכון יותר להגדיר, אבל בשביל הפשטות אני משבית את זה):

# setenforce 0
# sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

אנו מחברים את המאגר ומבצעים את ההתקנה

# source /etc/os-release
# ARCH=$(arch)
# BRANCH="${BRANCH:-stable-1.10}"
# yum-config-manager --add-repo "http://download.opensuse.org/repositories/home:/katacontainers:/releases:/${ARCH}:/${BRANCH}/CentOS_${VERSION_ID}/home:katacontainers:releases:${ARCH}:${BRANCH}.repo"
# yum -y install kata-runtime kata-proxy kata-shim

התאמה

אני אתקין לעבוד עם docker, ההתקנה שלו אופיינית, לא אתאר אותה ביתר פירוט:

# rpm -qa | grep docker
docker-ce-cli-19.03.6-3.el7.x86_64
docker-ce-19.03.6-3.el7.x86_64
# docker -v
Docker version 19.03.6, build 369ce74a3c

אנו עורכים שינויים ב-daemon.json:

# cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json
{
  "default-runtime": "kata-runtime",
  "runtimes": {
    "kata-runtime": {
      "path": "/usr/bin/kata-runtime"
    }
  }
}
EOF

הפעל מחדש את docker:

# service docker restart

בדיקת בריאות

אם אתה מפעיל את הקונטיינר לפני הפעלת docker מחדש, אתה יכול לראות ש-uname ייתן את הגרסה של הליבה הפועלת על המערכת הראשית:

# docker run busybox uname -a
Linux 19efd7188d06 3.10.0-1062.12.1.el7.x86_64 #1 SMP Tue Feb 4 23:02:59 UTC 2020 x86_64 GNU/Linux

לאחר הפעלה מחדש, גרסת הליבה נראית כך:

# docker run busybox uname -a
Linux 9dd1f30fe9d4 4.19.86-5.container #1 SMP Sat Feb 22 01:53:14 UTC 2020 x86_64 GNU/Linux

עוד צוותים!

# time docker run busybox mount
kataShared on / type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
tmpfs on /dev type tmpfs (rw,nosuid,size=65536k,mode=755)
devpts on /dev/pts type devpts (rw,nosuid,noexec,relatime,gid=5,mode=620,ptmxmode=666)
sysfs on /sys type sysfs (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime)
tmpfs on /sys/fs/cgroup type tmpfs (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=755)
cgroup on /sys/fs/cgroup/systemd type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,xattr,name=systemd)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct)
cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,blkio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,memory)
cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,devices)
cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,perf_event)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls,net_prio type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,net_cls,net_prio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,freezer)
cgroup on /sys/fs/cgroup/pids type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,pids)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)
mqueue on /dev/mqueue type mqueue (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
shm on /dev/shm type tmpfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=65536k)
kataShared on /etc/resolv.conf type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
kataShared on /etc/hostname type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
kataShared on /etc/hosts type 9p (rw,dirsync,nodev,relatime,mmap,access=client,trans=virtio)
proc on /proc/bus type proc (ro,relatime)
proc on /proc/fs type proc (ro,relatime)
proc on /proc/irq type proc (ro,relatime)
proc on /proc/sys type proc (ro,relatime)
tmpfs on /proc/acpi type tmpfs (ro,relatime)
tmpfs on /proc/timer_list type tmpfs (rw,nosuid,size=65536k,mode=755)
tmpfs on /sys/firmware type tmpfs (ro,relatime)

real    0m2.381s
user    0m0.066s
sys 0m0.039s

# time docker run busybox free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1993          30        1962           0           1        1946
Swap:             0           0           0

real    0m3.297s
user    0m0.086s
sys 0m0.050s

בדיקת עומס מהיר

כדי להעריך את ההפסדים מווירטואליזציה - אני מפעיל את sysbench, כדוגמאות העיקריות לקחת את האפשרות הזו.

הפעלת sysbench באמצעות Docker+containerd

בדיקת מעבד

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Prime numbers limit: 20000

Initializing worker threads...

Threads started!

General statistics:
    total time:                          36.7335s
    total number of events:              10000
    total time taken by event execution: 36.7173s
    response time:
         min:                                  3.43ms
         avg:                                  3.67ms
         max:                                  8.34ms
         approx.  95 percentile:               3.79ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           10000.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   36.7173/0.00

בדיקת זיכרון RAM

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Initializing worker threads...

Threads started!

Operations performed: 104857600 (2172673.64 ops/sec)

102400.00 MiB transferred (2121.75 MiB/sec)

General statistics:
    total time:                          48.2620s
    total number of events:              104857600
    total time taken by event execution: 17.4161s
    response time:
         min:                                  0.00ms
         avg:                                  0.00ms
         max:                                  0.17ms
         approx.  95 percentile:               0.00ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           104857600.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   17.4161/0.00

הפעלת sysbench באמצעות Docker+Kata Containers

בדיקת מעבד

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Prime numbers limit: 20000

Initializing worker threads...

Threads started!

General statistics:
    total time:                          36.5747s
    total number of events:              10000
    total time taken by event execution: 36.5594s
    response time:
         min:                                  3.43ms
         avg:                                  3.66ms
         max:                                  4.93ms
         approx.  95 percentile:               3.77ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           10000.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   36.5594/0.00

בדיקת זיכרון RAM

sysbench 1.0:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1
Initializing random number generator from current time

Initializing worker threads...

Threads started!

Operations performed: 104857600 (2450366.94 ops/sec)

102400.00 MiB transferred (2392.94 MiB/sec)

General statistics:
    total time:                          42.7926s
    total number of events:              104857600
    total time taken by event execution: 16.1512s
    response time:
         min:                                  0.00ms
         avg:                                  0.00ms
         max:                                  0.43ms
         approx.  95 percentile:               0.00ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           104857600.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   16.1512/0.00

באופן עקרוני המצב כבר ברור, אבל יותר אופטימלי להריץ את הבדיקות מספר פעמים, הסרת חריגים וממוצע התוצאות, אז אני לא עושה עוד בדיקות עדיין.

ממצאים

למרות העובדה שלמכולות כאלה לוקח בערך פי חמישה עד עשרה יותר זמן להתחיל (זמן ריצה טיפוסי עבור פקודות דומות בשימוש ב-containerd הוא פחות משליש שנייה), הם עדיין עובדים די מהר אם ניקח את זמן ההתחלה המוחלט (שם הן דוגמאות לעיל, פקודות המבוצעות בממוצע של שלוש שניות). ובכן, התוצאות של בדיקה מהירה של מעבד וזיכרון RAM מציגות כמעט את אותן תוצאות, שאינן יכולות אלא לשמוח, במיוחד לאור העובדה שהבידוד ניתן באמצעות מנגנון מנוהל היטב כמו kvm.

הכרזה

המאמר הוא סקירה, אבל הוא נותן לך את ההזדמנות להרגיש את זמן הריצה החלופי. תחומי יישום רבים אינם מכוסים, למשל, האתר מתאר את היכולת להפעיל Kubernetes על גבי Kata Containers. בנוסף, אתה יכול גם להריץ סדרה של בדיקות המתמקדות באיתור בעיות אבטחה, הגדרת הגבלות ודברים מעניינים אחרים.

אני מבקש מכל אלה שקראו והסתובבו כאן לקחת חלק בסקר, שבו יהיו תלויים פרסומים עתידיים בנושא זה.

רק משתמשים רשומים יכולים להשתתף בסקר. להתחברבבקשה.

האם להמשיך לפרסם מאמרים על קאטה קונטיינרים?

80,0%כן, תכתוב עוד!28
20,0%לא, אל...7

35 משתמשים הצביעו. 7 משתמשים נמנעו.

מקור: www.habr.com

סקירה קצרה והגדרה של מכולות קאטה