kubernetes pod 中的容器是否属于同一 cgroup？

Question

在多容器 Kubernetes pod 中，容器是同一个 cgroup（连同 pod）的一部分还是为每个容器创建一个单独的 cgroup。

Answer 1

群组

pod 中的容器共享 cgroup 层次结构的一部分，但每个容器都有自己的 cgroup。我们可以试试这个并验证我们自己。

1. 启动一个多容器 pod。

# cat mc2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: two-containers
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
  - name: container1
    image: ubuntu
    command: [ "/bin/bash", "-c", "--" ]
    args: [ "while true; do sleep 30; done;" ]

  - name: container2
    image: ubuntu
    command: [ "/bin/bash", "-c", "--" ]
    args: [ "while true; do sleep 30; done;" ]

# kubectl apply -f mc2.yaml
pod/two-containers created

2. 找到宿主机上的进程cgroups

# ps -ax | grep while | grep -v grep
19653 ?        Ss     0:00 /bin/bash -c -- while true; do sleep 30; done;
19768 ?        Ss     0:00 /bin/bash -c -- while true; do sleep 30; done;

# cat /proc/19653/cgroup
12:hugetlb:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
11:memory:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
10:perf_event:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
9:freezer:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
8:cpuset:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
7:net_cls,net_prio:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
6:cpu,cpuacct:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
5:blkio:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
4:pids:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
3:devices:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
2:rdma:/
1:name=systemd:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
0::/

# cat /proc/19768/cgroup
12:hugetlb:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
11:memory:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
10:perf_event:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
9:freezer:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
8:cpuset:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
7:net_cls,net_prio:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
6:cpu,cpuacct:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
5:blkio:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
4:pids:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
3:devices:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/e10fa18a63cc26de27f3f79f46631cd814efa3ef7c2f5ace4b84cf5abce89765
2:rdma:/
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0::/

如您所见，Pod 中的容器共享 cgroup 层次结构，直到/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011它们获得自己的 cgroup。（这些容器在besteffortcgroup下，因为我们没有指定资源请求）

容器在自己的 cgroup 中运行的另一个线索是 kubernetes 允许您在容器级别设置资源请求。

您还可以通过登录容器并查看 /proc/self/cgroup 文件来找到容器的 cgroup。（如果启用了 cgroup 命名空间，这在最新版本的 kubernetes 中可能不起作用）

# kubectl exec -it two-containers -c container2 bash
# root@two-containers:# cat /proc/self/cgroup
12:hugetlb:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
11:memory:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
10:perf_event:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
9:freezer:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
8:cpuset:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
7:net_cls,net_prio:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
6:cpu,cpuacct:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
5:blkio:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
4:pids:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
3:devices:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
2:rdma:/
1:name=systemd:/kubepods/besteffort/poda9c80282-3f6b-4d5b-84d5-a137a6668011/ed89697807a981b82f6245ac3a13be232c1e13435d52bc3f53060d61babe1997
0::/

命名空间

默认情况下，pod 中的容器也共享网络和 IPC 命名空间。

# cd /proc/19768/ns/
# /proc/19768/ns# ls -lrt
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 uts -> uts:[4026536153]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 pid_for_children -> pid:[4026536154]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 pid -> pid:[4026536154]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 net -> net:[4026536052]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 mnt -> mnt:[4026536152]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 ipc -> ipc:[4026536049]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:41 cgroup -> cgroup:[4026531835]

# cd /proc/19653/ns
# /proc/19653/ns# ls -lrt
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 uts -> uts:[4026536150]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 user -> user:[4026531837]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 pid_for_children -> pid:[4026536151]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 pid -> pid:[4026536151]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 net -> net:[4026536052]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 mnt -> mnt:[4026536149]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 ipc -> ipc:[4026536049]
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jul  4 01:42 cgroup -> cgroup:[4026531835]

如您所见，容器共享网络和 IPC 命名空间。您还可以使用shareProcessNamespacepod 规范中的字段使容器共享 pid 命名空间。

https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/share-process-namespace

cgroup:[4026531835] 对于两个容器都是相同的。这（cgroup 命名空间）与它们（容器）所属的 cgroup 是否不同。

cgroups 限制了一个进程（或一组进程）可以使用的资源（cpu、内存等）。

命名空间隔离并限制一个进程（或一组进程）对系统资源（如网络、进程树等）的可见性。有不同的命名空间组，如网络、IPC 等。其中一个命名空间是 cgroup 命名空间。使用 cgroup 命名空间，您可以限制一个进程（或一组进程）中其他 cgroup 的可见性

cgroup 命名空间虚拟化进程的 cgroups 的视图。目前，如果您cat /proc/self/cgroup在容器内尝试，您将能够看到从全局 cgroup 根开始的完整 cgroup 层次结构。这可以使用 cgroup 命名空间来避免，并且可以从kubernetes v1.19 获得。Docker 从 20.03 版本开始也支持这一点。在创建容器时使用 cgroup 命名空间时，您会看到 cgroup 根/在容器内部，而不是看到全局 cgroups 层次结构。

https://man7.org/linux/man-pages/man7/cgroup_namespaces.7.html