Question

我想全面了解Docker容器的运行时性能开销。我找到了对networking anecdotally being ~100µs slower的引用。

我还发现运行时成本的参考值“可以忽略不计”和“接近于零”，但我想更准确地了解这些成本是多少。理想情况下，我想知道Docker正在以性能成本和抽象的东西进行抽象而没有性能成本。网络，CPU，内存等

此外，如果存在抽象成本，是否有办法绕过抽象成本。例如，也许我可以直接安装磁盘而不是在Docker中虚拟安装。

Answer 1

Here是一份出色的2014年IBM研究论文，题为“＃34;虚拟机和Linux容器的更新性能比较＆＃34;作者：Felter等。它提供了裸机，KVM和Docker容器之间的比较。 一般结果是Docker几乎与Native性能完全相同，并且在每个类别中都比KVM快。

例外情况是Docker的NAT - 如果您使用端口映射（例如docker run -p 8080:8080），那么您可以预期延迟会受到轻微影响，如下所示。但是，您现在可以在启动Docker容器时使用主机网络堆栈（例如docker run --net=host），该容器将与Native列完全相同（如下面的Redis延迟结果所示）。

Docker NAT overhead

他们还对一些特定服务（例如Redis）进行延迟测试。您可以看到，20个以上的客户端线程，最高的延迟开销是Docker NAT，然后是KVM，然后是Docker主机/本机之间的粗略关系。

docker Redis latency overhead

仅仅因为它是一篇非常有用的论文，以下是其他一些数据。请下载它以获得完全访问权限。

看看磁盘IO：

IO docker vs kvm vs native

现在看看CPU开销：

docker cpu overhead

现在有一些内存的例子（详细阅读论文，内存可能会特别棘手）

docker memory comparison

Answer 2

Docker不是虚拟化的 - 相反，它是内核对不同进程命名空间，设备命名空间等的支持的抽象;一个名称空间本身并不比另一个名称空间更昂贵或效率低，因此实际上使Docker产生性能影响的原因在于这些名称空间中的

。

Docker在如何为其容器配置名称空间方面的选择有成本，但这些成本都与收益直接相关 - 您可以放弃它们，但这样做也会放弃相关的好处：

分层文件系统很昂贵 - 确切地说每个文件系统的成本会有所不同（而Docker支持多个后端），并且使用您的使用模式（合并多个大型目录，或合并一组非常深的文件系统将特别昂贵），但他们并不自由。另一方面，Docker的大量功能 - 能够以写时复制方式与其他客户建立客户，并且隐含相同的存储优势 - 支付这笔费用。

DNAT在规模上变得非常昂贵 - 但是您可以独立于主机配置访客的网络，并且只有一个方便的界面来转发您想要的端口。您可以将其替换为物理接口的桥接器，但同样会失去优势。

能够以最方便的方式运行每个软件堆栈及其依赖项 - 独立于主机的发行版，libc和其他库版本 - 是一个很大的好处，但需要加载共享库不止一次（当他们的版本不同时）有你期望的成本。

等等。这些成本在您的环境中实际影响了多少 - 包括您的网络访问模式，内存限制等 - 是一个难以提供通用答案的项目。

Answer 3

使用具有5000个连接和20k连接速率的Twemperf基准工具benchmarks，Docker based memcached server与host native memcached server的{{3}}更多https://github.com/twitter/twemperf

基于docker的memcached的连接时间开销似乎与上述白皮书大致相当于本机速度的两倍。

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

这是bencmarks using memtier benchmark tool

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

Docker容器的运行时性能成本是多少？

3 个答案: