Яка вартість виконання контейнера Docker?

Я хотів би всебічно зрозуміти вартість виконання контейнера Docker під час виконання. Я знайшов посилання на мережу анекдотично, що на 100 мкс повільніше .

Я також знайшов посилання на те, що витрати на виконання часу були "незначними" та "близькими до нуля", але я хотів би дізнатися більш точно, які ці витрати. В ідеалі я хотів би дізнатися, що Docker абстрагується від вартості продуктивності та речей, які абстрагуються без вартості продуктивності. Мережа, процесор, пам'ять тощо.

Крім того, якщо є витрати на абстракцію, чи існують способи обійти вартість абстракції. Наприклад, можливо, я можу встановити диск безпосередньо проти практично в Docker.

Чудовий дослідницький документ IBM 2014 « Оновлене порівняння продуктивності віртуальних машин та контейнерів Linux » від Felter et al. забезпечує порівняння між голими металами, KVM та контейнерами Docker. Загальний результат такий: Docker майже ідентичний рідній продуктивності та швидший за KVM у кожній категорії.

Виняток з цього - NAT Docker's NAT - якщо ви використовуєте картування портів (наприклад, docker run -p 8080:8080), то ви можете очікувати незначного попадання затримки, як показано нижче. Однак тепер ви можете використовувати стек хост-мережі (наприклад, docker run --net=host) під час запуску контейнера Docker, який буде виконувати ідентично стовпцю Native (як показано в результатах затримки Redis нижче).

Вони також провели тести на затримку в кількох конкретних службах, таких як Redis. Ви бачите, що вище 20 клієнтських потоків, найвища затримка накладних витрат - Docker NAT, потім KVM, потім груба прив'язка між хокером Docker / native.

Тільки тому, що це справді корисний папір, ось деякі інші цифри. Завантажте його для повного доступу.

Перегляд дискового вводу / виводу:

Зараз дивимось на центральний процесор:

Тепер кілька прикладів пам’яті (детально прочитайте папір, пам'ять може бути дуже складною):

Docker не є віртуалізацією, як такою - натомість це абстракція поверх підтримки ядра для різних просторів імен процесів, просторів імен пристроїв тощо; один простір імен по суті не дорожчий або неефективний, ніж інший, тому те, що насправді робить Docker впливати на продуктивність, - це питання того, що насправді є в цих просторах імен.

Вибір Докера з точки зору того, як він налаштовує простори імен для своїх контейнерів, має витрати, але всі ці витрати безпосередньо пов’язані з вигодами - ви можете їх відмовитись, але при цьому ви також відмовитеся від супутньої вигоди:

• Шаруваті файлові системи дорогі - саме те, що вартість варіюється залежно від кожної (і Docker підтримує декілька проміжних програм), і з вашими схемами використання (об'єднання декількох великих каталогів або об'єднання дуже глибокого набору файлових систем буде особливо дорогим), але вони ти не вільний. З іншого боку, велика функціональність Docker - можливість будувати гостей від інших гостей в режимі копіювання під час запису та отримувати чіткі переваги зберігання - платити за цією ціною.
• DNAT дорожчає за масштабом, але дає вам користь від того, що ви можете налаштувати мережу вашого гостя незалежно від вашого хоста та мати зручний інтерфейс для пересилання лише потрібних портів між ними. Ви можете замінити це мостом на фізичний інтерфейс, але знову ж таки втратити вигоду.
• Можливість запускати кожен стек програмного забезпечення зі своїми залежностями, встановленими найзручнішим чином - незалежно від дистрибутива, libc та інших версій бібліотеки - велика перевага, але потрібно завантажувати спільні бібліотеки не один раз (коли їх версії відрізняється) - вартість, яку ви очікували.

І так далі. Наскільки ці фактично впливають на вас у вашому оточенні - з моделями доступу до мережі, обмеженнями пам’яті тощо - предмет, на який важко дати загальну відповідь.

Ось ще кілька тестів для по Docker based memcached serverпорівнянні з host native memcached serverвикористанням Twemperf еталонний інструмент https://github.com/twitter/twemperf 5000 з'єднань і 20к швидкості з'єднання

Час підключення накладних витрат для запису на базі докера, схоже, узгоджується з вищезгаданими документами приблизно удвічі меншою швидкістю.

Twemperf Docker Memcached

Connection rate: 9817.9 conn/s
Connection time [ms]: avg 341.1 min 73.7 max 396.2 stddev 52.11
Connect time [ms]: avg 55.0 min 1.1 max 103.1 stddev 28.14
Request rate: 83942.7 req/s (0.0 ms/req)
Request size [B]: avg 129.0 min 129.0 max 129.0 stddev 0.00
Response rate: 83942.7 rsp/s (0.0 ms/rsp)
Response size [B]: avg 8.0 min 8.0 max 8.0 stddev 0.00
Response time [ms]: avg 28.6 min 1.2 max 65.0 stddev 0.01
Response time [ms]: p25 24.0 p50 27.0 p75 29.0
Response time [ms]: p95 58.0 p99 62.0 p999 65.0

Twemperf Centmin Mod Memcached

Connection rate: 11419.3 conn/s
Connection time [ms]: avg 200.5 min 0.6 max 263.2 stddev 73.85
Connect time [ms]: avg 26.2 min 0.0 max 53.5 stddev 14.59
Request rate: 114192.6 req/s (0.0 ms/req)
Request size [B]: avg 129.0 min 129.0 max 129.0 stddev 0.00
Response rate: 114192.6 rsp/s (0.0 ms/rsp)
Response size [B]: avg 8.0 min 8.0 max 8.0 stddev 0.00
Response time [ms]: avg 17.4 min 0.0 max 28.8 stddev 0.01
Response time [ms]: p25 12.0 p50 20.0 p75 23.0
Response time [ms]: p95 28.0 p99 28.0 p999 29.0

Ось орієнтири, що використовують інструмент меморіального орієнтиру

memtier_benchmark docker Memcached

4         Threads
50        Connections per thread
10000     Requests per thread
Type        Ops/sec     Hits/sec   Misses/sec      Latency       KB/sec
------------------------------------------------------------------------
Sets       16821.99          ---          ---      1.12600      2271.79
Gets      168035.07    159636.00      8399.07      1.12000     23884.00
Totals    184857.06    159636.00      8399.07      1.12100     26155.79

memtier_benchmark Centmin Mod Memcached

4         Threads
50        Connections per thread
10000     Requests per thread
Type        Ops/sec     Hits/sec   Misses/sec      Latency       KB/sec
------------------------------------------------------------------------
Sets       28468.13          ---          ---      0.62300      3844.59
Gets      284368.51    266547.14     17821.36      0.62200     39964.31
Totals    312836.64    266547.14     17821.36      0.62200     43808.90