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grupos c

cgroups (abreviado de grupos de control ) es una característica del kernel de Linux que limita, contabiliza y aísla el uso de recursos (CPU, memoria, E/S de disco, etc. [1] ) de una colección de procesos .

Los ingenieros de Google comenzaron a trabajar en esta característica en 2006 bajo el nombre de "contenedores de procesos". [2] A fines de 2007, la nomenclatura cambió a "grupos de control" para evitar la confusión causada por los múltiples significados del término " contenedor " en el contexto del kernel de Linux, y la funcionalidad de los grupos de control se fusionó con la línea principal del kernel de Linux en la versión 2.6.24 del kernel, que se lanzó en enero de 2008. [3] Desde entonces, los desarrolladores han agregado muchas características y controladores nuevos, como soporte para kernfs en 2014, [4] firewalling , [5] y jerarquía unificada. [6] cgroup v2 se fusionó en el kernel de Linux 4.5 [7] con cambios significativos en la interfaz y la funcionalidad interna. [8]

Versiones

Hay dos versiones de cgroups.

Cgroups fue escrito originalmente por Paul Menage y Rohit Seth, y se fusionó con el núcleo principal de Linux en 2007. Posteriormente se lo llamó cgroups versión 1. [9]

El desarrollo y mantenimiento de cgroups quedó a cargo de Tejun Heo, quien rediseñó y reescribió cgroups. Esta reescritura ahora se denomina versión 2; la documentación de cgroup-v2 apareció por primera vez en el kernel de Linux 4.5, publicado el 14 de marzo de 2016. [7]

A diferencia de v1, cgroup v2 solo tiene una única jerarquía de procesos y discrimina entre procesos, no entre subprocesos.

Características

Uno de los objetivos de diseño de cgroups es proporcionar una interfaz unificada para muchos casos de uso diferentes , desde el control de procesos individuales (mediante el uso de nice , por ejemplo) hasta la virtualización completa a nivel de sistema operativo (como la que ofrecen OpenVZ , Linux-VServer o LXC , por ejemplo). Cgroups proporciona:

Limitación de recursos
Los grupos se pueden configurar para que no excedan un límite de memoria configurado, que también incluye el caché del sistema de archivos , [10] [11] límite de ancho de banda de E/S, [12] límite de cuota de CPU, [13] límite establecido de CPU, [14] o el máximo de archivos abiertos . [15]
Priorización
Algunos grupos pueden obtener una mayor participación en la utilización de la CPU [16] o en el rendimiento de E/S del disco [17].
Contabilidad
mide el uso de recursos de un grupo, que puede utilizarse, por ejemplo, para fines de facturación [18]
Control
congelación de grupos de procesos, su control y reinicio [18]

Usar

Como ejemplo de uso indirecto, systemd asume acceso exclusivo a la función cgroups

Un grupo de control (abreviado como cgroup) es una colección de procesos que están vinculados por los mismos criterios y asociados con un conjunto de parámetros o límites. Estos grupos pueden ser jerárquicos, lo que significa que cada grupo hereda los límites de su grupo padre. El núcleo proporciona acceso a múltiples controladores (también llamados subsistemas) a través de la interfaz cgroup; [3] por ejemplo, el controlador "memory" limita el uso de memoria, "cpuacct" contabiliza el uso de CPU, etc.

Los grupos de control se pueden utilizar de varias maneras:

La documentación del kernel de Linux contiene algunos detalles técnicos sobre la configuración y el uso de los grupos de control versión 1 [21] y versión 2. El comando [22] systemd-cgtop[23] se puede utilizar para mostrar los principales grupos de control según su uso de recursos.

Rediseño

El rediseño de cgroups comenzó en 2013, [24] con cambios adicionales introducidos por las versiones 3.15 y 3.16 del kernel de Linux. [25] [26] [27]

Aislamiento de espacios de nombres

Aunque técnicamente no forma parte del trabajo de cgroups, una característica relacionada del núcleo Linux es el aislamiento de espacios de nombres , donde los grupos de procesos se separan de modo que no puedan "ver" los recursos de otros grupos. Por ejemplo, un espacio de nombres PID proporciona una enumeración separada de identificadores de procesos dentro de cada espacio de nombres. También están disponibles los espacios de nombres mount, user, UTS (Unix Time Sharing), network y SysV IPC.

Los espacios de nombres se crean con el comando "unshare" o syscall , o como indicadores "nuevos" en un syscall "clone". [33]

El subsistema "ns" se agregó al principio del desarrollo de cgroups para integrar espacios de nombres y grupos de control. Si se montaba el cgroup "ns", cada espacio de nombres también crearía un nuevo grupo en la jerarquía de cgroups. Este fue un experimento que luego se consideró inadecuado para la API de cgroups y se eliminó del núcleo.

Los espacios de nombres de Linux se inspiraron en la funcionalidad de espacios de nombres más generales que se usa ampliamente en Plan 9 de Bell Labs . [34]

Jerarquía unificada

Kernfs se introdujo en el núcleo Linux con la versión 3.14 en marzo de 2014, siendo el autor principal Tejun Heo. [35] Uno de los principales motivadores para un kernfs separado es el sistema de archivos cgroups. Kernfs se creó básicamente dividiendo parte de la lógica de sysfs en una entidad independiente, facilitando así a otros subsistemas del núcleo la implementación de su propio sistema de archivos virtual con manejo de conexión y desconexión de dispositivos, creación y eliminación dinámicas y otros atributos. El rediseño continuó en la versión 3.15 del núcleo Linux. [36]

Grupos de control de memoria del núcleo (kmemcg)

Los grupos de control de memoria del kernel ( kmemcg ) se fusionaron en la versión 3.8 (18 de febrero de 2013 ; hace 11 años ) de la línea principal del kernel de Linux . [37] [38] [39] El controlador kmemcg puede limitar la cantidad de memoria que el kernel puede utilizar para administrar sus propios procesos internos. ( 18-02-2013 )

cgroup conciencia del asesino OOM

El kernel de Linux 4.19 (octubre de 2018) introdujo la conciencia de cgroup de la implementación del eliminador OOM , que agrega la capacidad de eliminar un cgroup como una sola unidad y así garantizar la integridad de la carga de trabajo. [40]

Adopción

Varios proyectos utilizan cgroups como base, incluidos CoreOS , Docker (en 2013), Hadoop , Jelastic , Kubernetes , [41] lmctfy (Let Me Contain That For You), LXC (Linux Containers), systemd , Mesos y Mesosphere, [41] y HTCondor .

Las principales distribuciones de Linux también lo adoptaron, como Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 6.0 en noviembre de 2010, tres años antes de su adopción por parte del kernel principal de Linux. [42]

El 29 de octubre de 2019, el Proyecto Fedora modificó Fedora 31 para utilizar CgroupsV2 de forma predeterminada [43]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Control Group v2 — La documentación del kernel de Linux". www.kernel.org . Consultado el 24 de junio de 2023 .
  2. ^ Jonathan Corbet (29 de mayo de 2007). "Contenedores de proceso". LWN.net.
  3. ^ de Jonathan Corbet (29 de octubre de 2007). "Notas de un contenedor". LWN.net . Consultado el 14 de abril de 2015. El nombre original "contenedores" se consideró demasiado genérico: este código es una parte importante de una solución de contenedores, pero está lejos de ser la solución completa. Por lo tanto, los contenedores ahora se han renombrado como "grupos de control" (o "cgroups") y se han fusionado para la versión 2.6.24.
  4. ^ "cgroup: convertir a kernfs". Lista de correo del kernel de Linux . 28 de enero de 2014.
  5. ^ "netfilter: x_tables: correspondencia de grupos de control de procesos ligeros". 23 de abril de 2014. Archivado desde el original el 24 de abril de 2014.
  6. ^ "cgroup: prepararse para la jerarquía unificada predeterminada". 13 de marzo de 2014.
  7. ^ ab "Documentation/cgroup-v2.txt tal como apareció en el kernel de Linux 4.5". 14 de marzo de 2016.
  8. ^ "cgroup v2: Múltiples jerarquías".
  9. ^ "Diferencia entre el kernel de Linux 4.4 y 4.5". 14 de marzo de 2016.
  10. ^ Jonathan Corbet (31 de julio de 2007). "Control del uso de memoria en contenedores". LWN.
  11. ^ Balbir Singh, Vaidynathan Srinivasan (julio de 2007). "Contenedores: desafíos con el controlador de recursos de memoria y su rendimiento" (PDF) . Simposio Linux de Ottawa.
  12. ^ Carvalho, André. "Uso de cgroups para limitar la E/S". andrestc.com . Consultado el 12 de septiembre de 2022 .
  13. ^ Luu, Dan. "El problema de la limitación de contenedores". danluu.com . Consultado el 12 de septiembre de 2022 .
  14. ^ Derr, Simon (2004). "CPUSETS" . Consultado el 12 de septiembre de 2022 .
  15. ^ "setrlimit(2) — Páginas del manual de Arch". man.archlinux.org . Consultado el 27 de noviembre de 2023 .
  16. ^ Jonathan Corbet (23 de octubre de 2007). «Espacio del núcleo: programación justa de usuarios para Linux». Network World. Archivado desde el original el 19 de octubre de 2013. Consultado el 22 de agosto de 2012 .
  17. ^ Kamkamezawa Hiroyu (19 de noviembre de 2008). Cgroup y controlador de recursos de memoria (PDF) . Simposio japonés sobre Linux. Archivado desde el original (diapositivas de la presentación en PDF) el 22 de julio de 2011.
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  20. ^ "Integración de grupos de control de Grid Engine". Scalable Logic. 22 de mayo de 2012.
  21. ^ "cgroups". kernel.org.
  22. ^ "Torvalds/Linux". GitHub . 13 de febrero de 2022.
  23. ^ "Systemd-cgtop".
  24. ^ "Todo sobre el núcleo de Linux: el rediseño de Cgroup". Linux.com . 15 de agosto de 2013. Archivado desde el original el 28 de abril de 2019 . Consultado el 19 de mayo de 2014 .
  25. ^ "La jerarquía de grupos de control unificados en 3.16". LWN.net . 11 de junio de 2014.
  26. ^ "Obtener actualizaciones de cgroup para 3.15 de Tejun Heo". kernel.org . 3 de abril de 2014.
  27. ^ "Obtener actualizaciones de cgroup para 3.16 de Tejun Heo". kernel.org . 9 de junio de 2014.
  28. ^ Pavel Emelyanov, Kir Kolyshkin (19 de noviembre de 2007). "Espacios de nombres PID en el kernel 2.6.24". LWN.net.
  29. ^ Jonathan Corbet (30 de enero de 2007). «Espacios de nombres de red». LWN.net.
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  32. ^ "LKML: Linus Torvalds: Linux 4.6-rc1".
  33. ^ Janak Desai (11 de enero de 2006). "Documentación del kernel de Linux sobre la eliminación de archivos compartidos".
  34. ^ "El uso de espacios de nombres en Plan 9". 1992. Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2014. Consultado el 15 de febrero de 2015 .
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  37. ^ "memcg: infraestructura del controlador kmem". Código fuente de kernel.org . 18 de diciembre de 2012.
  38. ^ "memcg: infraestructura básica de contabilidad kmem". Código fuente de kernel.org . 18 de diciembre de 2012.
  39. ^ "memcg: agregar documentación sobre el controlador kmem". kernel.org . 18 de diciembre de 2012.
  40. ^ "Linux_4.19 - Principiantes en el kernel de Linux".
  41. ^ ab "Mesosphere llevará Kubernetes de Google a Mesos". Mesosphere.io. 10 de julio de 2014. Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2015. Consultado el 13 de julio de 2014 .
  42. ^ "Notas de la versión 6.0" (PDF) . redhat.com . Consultado el 12 de septiembre de 2023 .
  43. ^ "1732114 – Modificar Fedora 31 para utilizar CgroupsV2 de forma predeterminada".

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