表里不一--限制容器内存4G，free还是32G

前言

最近有个新同事问了我一个问题，明明通过limit给容器内存限制了4G，为什么进容器看到的还是宿主机的内存32G

 docker run -it --rm -m 512m ubuntu:18.04 bash
root@ae00bec75ad7:/# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          31954       11482        8487        1708       11983       18305
Swap:          2047           0        2047

这个提问不禁勾起了我的一泡回忆，那是之前在学习《深入剖析kubernetes》的时候提到的知识细节

环境准备

组件	版本
操作系统	Ubuntu 22.04.4 LTS
lxcfs	4.0.3
k8s	v1.26.3

lxcfs原理介绍

• free是从/proc文件系统获取的数据，但是容器启动的时候/proc还是映射的宿主机，所以free显示的信息肯定是宿主机的
• 使用lxcfs可以解决这个问题，本质就是通过docker启动对于cpu、memory施加的限制行为，手动的挂载proc（修改过的）文件系统进入容器内
• 目前项目依然在更新： lxcfs，从文档看，支持的文件系统有这些：

/proc/cpuinfo
/proc/diskstats
/proc/meminfo
/proc/stat
/proc/swaps
/proc/uptime
/proc/slabinfo
/sys/devices/system/cpu/online

安装lxcfs

1）直接使用apt安装lxcfs工具

 sudo apt install lxcfs

2）部署到对应的目录

sudo mkdir -p /var/lib/lxcfs
sudo lxcfs /var/lib/lxcfs &

部署完成之后，lxcfs是以一个后台进程的方式工作

docker 使用

1. 常规启动

 docker run -it --rm -m 512m ubuntu:18.04 bash
root@ae00bec75ad7:/# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          31954       11482        8487        1708       11983       18305
Swap:          2047           0        2047

2. docker使用lxcfs

先安装lxcfs

 sudo apt install lxcfs

 docker run -it --rm -m 512m \
      -v /var/lib/lxcfs/proc/meminfo:/proc/meminfo:rw \
      ubuntu:18.04 bash
root@56e3c146ba4e:/# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            512           1         510           0           0         510
Swap:             0           0           0

通过lxcfs，让docker正确的识别了限制的内存

k8s 使用

1. 常规启动

 echo '
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: wilson-test
spec:
  containers:
  - image: ubuntu:18.04
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["sleep", "33333"]
    name: wilson-test
    resources:
      limits:
        memory: 128Mi
      requests:
        memory: 64Mi
' | kubectl apply -f -
pod/wilson-test created

 kubectl get pod
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
wilson-test   1/1     Running   0          3s

 kubectl exec -it wilson-test -- free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          31954       11034        6384        1568       14534       18893
Swap:          2047           0        2047

使用lxcfs

 echo '
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: wilson-test
spec:
  containers:
  - image: ubuntu:18.04
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["sleep", "33333"]
    name: wilson-test
    resources:
      limits:
        memory: 128Mi
      requests:
        memory: 64Mi
    volumeMounts:
    - mountPath: /proc/meminfo
      name: lxcfs-proc-meminfo
      readOnly: true
  volumes:
  - hostPath:
      path: /var/lib/lxcfs/proc/meminfo
      type: ""
    name: lxcfs-proc-meminfo
' | kubectl apply -f -

pod/wilson-test created

 kubectl get pod
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
wilson-test   1/1     Running   0          2s

 kubectl exec -it wilson-test -- free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            128           0         127           0           0         127
Swap:          2047           0        2047

内存限制128m已经生效

k8s自动注入lxcfs preset

1. 使用k8s preset

• kubernetes v1.20 把 preset给移除了
• github上有大佬用CRD给做了回来 podpreset，但是3年没更新过了

2. 使用k8s Admission Controller

在github也可以找到大佬现成 lxcfs-admission-webhook，但是貌似也很久没更新了

小结

• 本文只演示了内存，关于其他的指标，只需要依葫芦画瓢即可
• 关于自动挂载，现成的项目都已经很久没有更新过了，后面可以尝试手搓一个admission-hook，敬请期待

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至此，本文结束

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