Linux Cgroup を構成する方法

どのプロセスがさまざまなシステム リソースを消費するかを知り、理解することは、システム管理者の仕事の一部です。幸いなことに、Linux カーネルでは、制御グループ (cgroup) 機能を使用してリソースの割り当てと管理を行うことができますが、その構成方法を知っておく必要があります。

この投稿では、Linux cgroup の構成について説明します。それを定義し、その利点を理解します。さらに、Linux cgroup を構成する方法についても説明します。さぁ、始めよう！

Linux の Cgroup とは何ですか

Linux カーネルは、さまざまなプロセスに対するシステム リソースの管理を可能にする機能として cgroup を提供します。 cgroups のおかげで、プロセスまたはプロセスのグループで使用できるシステム リソースの量を制限することで独占を排除し、公平なリソース割り当てが可能になります。 Cgroup は次の役割を果たすのに役立ちます。

1. リソースの割り当て

cgroup の主な目的はリソースの割り当てです。メモリ、ネットワーク帯域幅、CPU などのリソースを任意のプロセスまたはプロセスのグループにすばやく割り当てることができます。その考え方は、システム リソースを独占するプロセスが存在しないようにすることで、システムのパフォーマンスを向上させることです。リソースを公平に分散することで、システムのパフォーマンスが安定します。

2. 優先順位付け

優先度の高いタスクやプロセスがある状況を想像してください。このような場合、特に重い負荷がかかる場合には、タスクが確実に期待に応えられるように、そのようなタスクのシステム リソースに優先順位を付ける必要があります。たとえば、レイテンシの影響を受けやすいプロセスや、大量の CPU 使用率を必要とする作業がある場合は、cgroup を使用して優先順位を付け、より多くのリソースを割り当てることができます。

3. リソースの分離

cgroup を使用すると、リソース境界を作成できるようになり、リソースを分離し、制限を適用できるようになります。こうすることで、特に異なるアプリケーションまたはユーザーが同じシステムを使用する場合に、アプリケーション間の干渉を防ぐことができます。

4. コンテナ化のサポート

Docker などのコンテナー化オプションを使用して作業する場合、分離環境でコンテナーを実行するように設定する必要がある場合、cgroups を使用すると軽量環境を作成できます。分離されたホストにリソースを安全かつ効率的に割り当てることができます。

5. リソースの監視

cgroup を使用すると、システム上のプロセスに割り当てられているさまざまなリソースに関する統計を取得できます。収集した統計は、システムのパフォーマンスを分析するのに最適です。こうすることで、リソースのボトルネックを特定し、リソースの分散を計画することができます。これらの洞察は、アプリケーションのパフォーマンスを理解し、アプリケーションを最適化する方法をガイドするのに最適です。

Linux Cgroup を構成する方法

コンテナ化の人気の高まりにより、リソースの管理と監視に役立つ Linux cgroup の使用が増える道が開かれています。ここまで、cgroup を定義し、その利点を見てきました。

では、その設定方法を見てみましょう。ここでは Ubuntu 22.04 を使用していますが、このガイドは他の Linux ディストリビューションでも機能します。このプロセスは、インストールと構成の 2 つの部分に分かれています。

パート 1: インストール

次の手順で、システムに cgroup をインストールすることから始めましょう。

ステップ 1: Cgroups ツールをインストールする

まず、apt リポジトリを更新して、インストールへの道を開きます。

次に、次のインストール コマンドを実行して cgroup-tools をインストールします。

次のように dpkg コマンドを使用して cgroup がインストールされていることを確認できます。

インストールが成功したことがわかります。

ステップ 2: Cgroup サポートを有効にする

cgroup をインストールした後、システムの GRUB で cgroup サポートを有効にする必要があります。そのためには、テキスト エディタを使用して GRUB 構成ファイルを開きます。この場合は nano を使用します。

開いたら、次の行を見つけます。

これを修正して「cgroup_enable=memory」を含めます。

ファイルを保存して終了します。

ステップ 3: GRUB を更新する

GRUB 構成を修正した後、変更を有効にするために更新する必要があります。ただし、変更を完全に反映するにはシステムを再起動する必要があります。

次のコマンドを使用します。

最後に、システムを再起動します。

ステップ 4: マウント ポイントを作成する

システムが再起動したら、cgroup ファイルシステムのマウント ポイントとして使用するディレクトリを作成します。ディレクトリを次のように作成しましょう /sys/fs/cgroup 次のように：

マウント ポイントを作成したら、選択したコントローラーを使用して cgroup ファイルシステムをマウントします。使用できるコントローラーには、メモリ、CPU、bikio、フリーザー、デバイスなどが含まれます。この例ではメモリを使用してみましょう。

使用する必要がある構文は次のとおりです。

を、cgroup ファイルシステムで使用するために作成するターゲットに置き換えます。

すでに取り付けられています。あなたの場合、マウントが成功したという出力が得られます。

「grep」コマンドを使用して次のコマンドを実行して、cgroup マウントが存在し、正しくマウントされていることを確認します。

すべての手順を実行したとします。前の出力と同様の出力が得られ、cgroup マウントが作成したとおりに存在することが確認されます。

パート 2: 構成

Linux システムに cgroup ツールをインストールし、cgroup マウントを作成しました。これを準備したら、最後に Linux cgroup の構成方法を詳しく見ていきます。それがどのように機能するかを理解するのに役立つ例を見てみましょう。読む！

cgroup を作成および構成する方法は、要件によって異なります。さらに、cgroup 階層の作成にどのコントローラーを使用するかを最初に理解する必要があります。 cgroup を作成したら、それを構成してシステム リソースへのアクセスを制限します。 2 つのステップに分けてみましょう。

ステップ 1: Cgroup 階層を作成する

cgroup ファイルシステムをマウントしたら、要件に応じて cgroup 階層を作成する必要があります。そのために、次の構文を使用します。

メモリ コントローラーに「linuxhint」という名前の cgroup を作成するとします。次のように進めます。

cgroup を作成したので、システム リソース管理の一部として割り当てるパラメーターを定義して cgroup を構成しましょう。

ステップ 2: パラメータを割り当てる

各コントローラーには、割り当てるシステム リソースに応じて指定するさまざまなパラメーターが付属しています。したがって、cgroup を設定するときは、選択したコントローラーのどのパラメーターを使用するかを知っておく必要があります。

構成では次の構文を使用します。

これは、以前に作成した「linuxhint」という名前のメモリ cgroup を設定して、1 GB のメモリ制限を割り当てる例です。そのために、「memory.limit_in_bytes」パラメータを使用します。構成可能な他のメモリ パラメータを検索できます。

次のようにコマンドを実行します。

要件に合わせて任意のパラメータを指定できます。前に説明したプロセスに従って、システム内のコントローラーを変更し、そのコントローラーの cgroup を作成して、構成します。さらに cgroup を自由に作成して構成することができます。覚えやすいように、注目したいコントローラーの名前と一致するように cgroup に名前を付けることをお勧めします。

CPU コントローラーの cgroup を作成する別の例を見てみましょう。次のように cgroup 階層を作成することから始めます。

次に、パラメータ値を割り当てて、必要に応じて CPU リソースを割り当てます。たとえば、cgroup のリソースへのアクセスに割り当てるマイクロ秒の期間を指定できる cpu.cfs_period_us を使用してみましょう。この場合は 1000 マイクロ秒に設定しましょう。

これが、Linux cgroup を作成して構成する方法です。使用している Linux ディストリビューションによっては、手順が若干異なる場合があります。ただし、この投稿では、従うべき一般的な手順を示します。

結論

この投稿では Linux の cgroup に焦点を当てました。私たちは、Linux cgroup の意味と、それがシステム管理者にもたらす利点を理解することから始めました。次に、cgroups がまだインストールされていない場合に、Ubuntu 22.04 に cgroups をインストールする手順を学びました。さらに、マウント ポイントの作成から cgroup の作成、パラメーターの構成まで、Linux cgroup を構成する手順を示しました。 Linux cgroup の構成方法を学習できたことを願っています。試してみて、システムのパフォーマンスへの干渉を避けるためにどのパラメータを変更するかに注意してください。