So konfigurieren Sie Linux-Cgroups

Zu Ihren Aufgaben als Systemadministrator gehört es, zu wissen und zu verstehen, welche Prozesse unterschiedliche Systemressourcen verbrauchen. Glücklicherweise ermöglicht Ihnen der Linux-Kernel die Zuweisung und Verwaltung der Ressourcen mithilfe der Funktion „Kontrollgruppen“ (cgroups), Sie müssen jedoch wissen, wie diese konfiguriert wird.

In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie die Linux-Cgroups konfigurieren. Wir werden es definieren und seine Vorteile verstehen. Darüber hinaus erfahren Sie, wie Sie die Linux-Gruppen konfigurieren können. Lass uns anfangen!

Was sind Cgroups unter Linux?

Der Linux-Kernel bietet cgroups als Funktion an, um die Verwaltung von Systemressourcen für verschiedene Prozesse zu ermöglichen. Dank cgroups kann durch die Begrenzung der Menge an Systemressourcen, die ein Prozess oder eine Gruppe von Prozessen nutzt, eine Monopolisierung vermieden und eine faire Ressourcenzuteilung sichergestellt werden. Cgroups helfen dabei, die folgenden Rollen zu spielen:

1. Ressourcenzuteilung

Der Hauptzweck von cgroups ist die Ressourcenzuweisung. Sie können Ressourcen wie Speicher, Netzwerkbandbreite, CPU usw. schnell jedem Prozess oder jeder Gruppe von Prozessen zuweisen. Die Idee besteht darin, die Leistung Ihres Systems zu verbessern, indem sichergestellt wird, dass kein Prozess die Systemressourcen monopolisiert. Durch eine gerechte Verteilung der Ressourcen erreichen Sie eine stabile Systemleistung.

2. Priorisierung

Stellen Sie sich eine Situation vor, in der Sie Aufgaben oder Prozesse mit hoher Priorität haben. In einem solchen Fall müssen Sie Ihre Systemressourcen für solche Aufgaben priorisieren, um sicherzustellen, dass sie den Erwartungen entsprechen, insbesondere wenn es sich um eine hohe Auslastung handelt. Wenn Sie beispielsweise einen latenzempfindlichen Prozess oder eine Arbeit haben, die eine hohe CPU-Auslastung erfordert, können Sie mithilfe von Kontrollgruppen Prioritäten setzen und mehr Ressourcen zuweisen.

3. Ressourcenisolation

Indem Sie die Ressourcengrenzen erstellen, ermöglichen cgroups Ihnen, die Ressourcen zu isolieren und Grenzwerte durchzusetzen. Auf diese Weise können Sie Interferenzen zwischen Anwendungen verhindern, insbesondere wenn verschiedene Anwendungen oder Benutzer dasselbe System verwenden.

4. Unterstützung für Containerisierung

Wenn Sie mit Containerisierungsoptionen wie Docker arbeiten, bei denen Sie die Container so einstellen müssen, dass sie in isolierten Umgebungen ausgeführt werden, können Sie mit cgroups schlanke Umgebungen erstellen. Sie können die Ressourcen im isolierten Host sicher und effizient zuweisen.

5. Ressourcenüberwachung

Mit cgroup können Sie Statistiken zu verschiedenen Ressourcen abrufen, die Prozessen auf Ihrem System zugewiesen sind. Die von Ihnen gesammelten Statistiken eignen sich ideal zur Analyse Ihrer Systemleistung. Auf diese Weise können Sie Ressourcenengpässe identifizieren und so die Ressourcenverteilung planen. Diese Erkenntnisse sind ideal, um zu verstehen, wie die Anwendungen funktionieren, und geben Ihnen Hinweise darauf, wie Sie sie optimieren können.

So konfigurieren Sie die Linux-Cgroups

Die zunehmende Beliebtheit der Containerisierung ebnet den Weg für eine stärkere Nutzung von Linux-Cgroups zur Unterstützung der Ressourcenverwaltung und -überwachung. Bisher haben wir die cgroups definiert und ihre Vorteile gesehen.

Sehen wir uns nun an, wie wir es konfigurieren können. Wir arbeiten mit Ubuntu 22.04, aber diese Anleitung funktioniert mit anderen Linux-Distributionen. Wir unterteilen den Prozess in zwei Teile: Installation und Konfiguration.

Teil 1: Installation

Beginnen wir mit der Installation der cgroups auf unserem System mit den folgenden Schritten:

Schritt 1: Installieren Sie die Cgroups-Tools

Beginnen Sie mit der Aktualisierung des apt-Repositorys, um den Weg für die Installation zu ebnen.

Führen Sie als Nächstes den folgenden Installationsbefehl aus, um die cgroup-tools zu installieren:

Sie können überprüfen, ob die cgroup installiert ist, indem Sie sie mit dem Befehl dpkg überprüfen, wie im Folgenden gezeigt:

Wir können sehen, dass die Installation erfolgreich war.

Schritt 2: Aktivieren Sie die Cgroup-Unterstützung

Nach der Installation der cgroup müssen Sie die cgroup-Unterstützung im GRUB Ihres Systems aktivieren. Verwenden Sie dazu einen Texteditor und öffnen Sie die GRUB-Konfigurationsdatei. Wir verwenden in diesem Fall Nano.

Sobald es geöffnet ist, finden Sie die folgende Zeile:

Ändern Sie es, um „cgroup_enable=memory“ einzuschließen.

Speichern Sie die Datei und beenden Sie den Vorgang.

Schritt 3: GRUB aktualisieren

Nachdem Sie die GRUB-Konfiguration geändert haben, müssen Sie sie aktualisieren, damit die Änderungen wirksam werden. Dennoch müssen Sie Ihr System neu starten, um die Änderungen vollständig zu übernehmen.

Verwenden Sie die folgenden Befehle:

Starten Sie abschließend Ihr System neu.

Schritt 4: Erstellen Sie einen Mount Point

Erstellen Sie nach dem Neustart des Systems ein Verzeichnis, das Sie als Einhängepunkt für das cgroup-Dateisystem verwenden. Erstellen wir unser Verzeichnis als /sys/fs/cgroup wie folgt:

Nachdem der Mount-Punkt erstellt wurde, mounten Sie das cgroup-Dateisystem mit dem Controller Ihrer Wahl. Zu den Controllern, die Sie verwenden können, gehören Speicher, CPU, Bikio, Freezer, Geräte usw. Lassen Sie uns für dieses Beispiel den Speicher verwenden.

Hier ist die Syntax, die Sie verwenden sollten:

Ersetzen Sie den durch den Zielcontroller, den Sie zur Verwendung im cgroup-Dateisystem erstellen möchten.

Wir haben unsere bereits montiert. In Ihrem Fall erhalten Sie eine Ausgabe, dass die Bereitstellung erfolgreich war.

Stellen Sie sicher, dass der cgroup-Mount vorhanden und korrekt gemountet ist, indem Sie den folgenden Befehl mit dem Befehl „grep“ ausführen:

Angenommen, Sie haben alle Schritte befolgt. Sie erhalten eine Ausgabe, die der vorherigen Ausgabe ähnelt und bestätigt, dass Ihr cgroup-Mount so existiert, wie Sie ihn erstellt haben.

Teil 2: Konfiguration

Wir haben die cgroup-Tools auf unserem Linux-System installiert und einen cgroup-Mount erstellt. Nachdem dies geschehen ist, müssen wir uns als letztes mit der Konfiguration der Linux-Cgroups befassen. Lassen Sie uns ein Beispiel verwenden, um Ihnen zu helfen, zu verstehen, wie das funktioniert. Weiter lesen!

Wie Sie die Kontrollgruppen erstellen und konfigurieren, hängt von Ihren Anforderungen ab. Außerdem müssen Sie zunächst verstehen, welchen Controller Sie zum Erstellen der Cgroup-Hierarchien verwenden werden. Sobald Sie die cgroup erstellt haben, müssen Sie bei der Konfiguration den Zugriff auf Ihre Systemressourcen beschränken. Teilen wir es in zwei Schritte auf.

Schritt 1: Erstellen Sie die Cgroup-Hierarchien

Nachdem Sie das cgroup-Dateisystem gemountet haben, müssen Sie entsprechend Ihren Anforderungen Cgroup-Hierarchien erstellen. Dazu verwenden wir die folgende Syntax:

Angenommen, wir möchten in unserem Speichercontroller eine Kontrollgruppe mit dem Namen „linuxhint“ erstellen. Wir gehen wie folgt vor:

Nachdem wir nun die Kontrollgruppe erstellt haben, beginnen wir mit der Konfiguration, indem wir definieren, welche Parameter ihr im Rahmen der Systemressourcenverwaltung zugewiesen werden sollen.

Schritt 2: Weisen Sie die Parameter zu

Jeder Controller verfügt über unterschiedliche Parameter, die Sie je nach der Systemressource, die Sie zuweisen möchten, angeben. Wenn Sie also eine Kontrollgruppe konfigurieren, sollten Sie wissen, welche Parameter des ausgewählten Controllers Sie verwenden werden.

Verwenden Sie in der Konfiguration die folgende Syntax:

Hier ist ein Beispiel für die Konfiguration der Speicher-Cgroup, die wir zuvor mit dem Namen „linuxhint“ erstellt haben, um ihr ein Speicherlimit von 1 GB zuzuweisen. Dazu verwenden wir den Parameter „memory.limit_in_bytes“. Sie können nach anderen Speicherparametern suchen, die Sie konfigurieren können.

Wir führen unseren Befehl wie folgt aus:

Sie können jeden Parameter angeben, der Ihren Anforderungen entspricht. Befolgen Sie den zuvor beschriebenen Prozess, um einen beliebigen Controller in Ihrem System zu ändern, Kontrollgruppen dafür zu erstellen und ihn dann zu konfigurieren. Es steht Ihnen frei, weitere Kontrollgruppen zu erstellen und diese zu konfigurieren. Es wird empfohlen, die Kontrollgruppen so zu benennen, dass sie mit dem Namen des Controllers übereinstimmen, auf den Sie sich konzentrieren möchten, damit Sie ihn sich leichter merken können.

Sehen wir uns ein weiteres Beispiel an, in dem wir eine Kontrollgruppe für den CPU-Controller erstellen. Beginnen Sie mit der Erstellung einer Cgroup-Hierarchie wie folgt:

Weisen Sie als Nächstes die Parameterwerte zu, um die CPU-Ressourcen entsprechend Ihrem Bedarf zuzuweisen. Lassen Sie uns beispielsweise mit cpu.cfs_period_us arbeiten, mit dem Sie die Mikrosekundendauer angeben können, die einer Kontrollgruppe für den Zugriff auf Ressourcen zugewiesen werden soll. Stellen wir es in diesem Fall auf 1000 Mikrosekunden ein.

So erstellen und konfigurieren Sie die Linux-Gruppen. Die Schritte können je nach verwendeter Linux-Distribution geringfügig abweichen. Dennoch stellt dieser Beitrag die allgemeinen Schritte vor, die Sie befolgen sollten.

Abschluss

Dieser Beitrag konzentrierte sich auf Linux-Cgroups. Wir begannen damit, zu verstehen, was die Linux-Cgroups bedeuten und welche Vorteile sie Systemadministratoren bieten. Als nächstes haben wir die Schritte gelernt, die zur Installation von cgroups unter Ubuntu 22.04 zu befolgen sind, falls es noch nicht installiert ist. Darüber hinaus haben wir die Schritte zur Konfiguration der Linux-Cgroups vorgestellt, von der Erstellung eines Mount-Punkts über die Erstellung der Cgroup bis hin zur Konfiguration der Parameter. Hoffentlich haben Sie gelernt, wie man die Linux-Cgroups konfiguriert. Probieren Sie es aus und achten Sie darauf, welche Parameter Sie ändern, um die Leistung Ihres Systems nicht zu beeinträchtigen.