[发明专利]基于NUMA架构的容器绑定方法及系统

说明书

本发明提供一种基于NUMA架构的容器绑定方法及系统。该基于NUMA架构的容器绑定方法包括：在物理机上部署容器；确定容器的全部绑定方式对应的响应时间；根据全部绑定方式对应的响应时间确定最优绑定方式；将容器与最优绑定方式对应的NUMA节点进行绑定。本发明可以令容器获得最佳性能，保证容器性能的一致性和稳定性，进而有效提升容器所在集群的资源利用率。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体地，涉及一种基于NUMA架构的容器绑定方法及系统。

背景技术

NUMA的全称为非均匀访问存储模型(Non-Uniform Memory Access)。在NUMA架构中，内存被平均分配在了各个物理CPU上。只有当CPU访问自身直接连接的内存对应的物理地址(Local Access，本地访问)时才会有较短的响应时间；当需要通过inter-connect通道访问(Remote Access，远程访问)其他CPU的内存数据时，响应时间相比之前变慢了。

现代CPU的性能受内存性能的影响巨大，由于内存频率极高(2666MHz以上)，所以CPU和内存在主板上的物理位置就非常重要(PCB布线会影响电气性能，对于高频管线，工作时产生的高频电磁场会对周围的线路造成巨大影响)。图1是现有技术中单路主板内存布线示意图。如图1所示，消费级的家用主板往往采用蛇形布线的方式来保证内存的各个金属触点到CPU的物理距离是一致的(参见附图1)。

图2是NUMA架构示意图。如图2所示，对于多路服务器主板，由于每个CPU都有自己的内存控制器，因此只能保证单边的CPU访问自己侧的内存的性能是最佳的。图2中的socket0和socket1是两个CPU。Socket0和本地内存0共同组成一个NUMA0节点，Socket1和本地内存1共同组成一个NUMA1节点。Socket0上的CPU在访问numa0节点内的各项资源时，性能是最高的。

图3是docker容器跨NUMA访问的示意图。图3中的Host为物理机，mEm为内存，NIC0和NIC1为网卡。如图3所示，容器pod1和容器pod2的内存和CPU均绑定在本地的NUMA节点。在多路服务器系统中，docker容器可能会存在跨NUMA访问的情况。当一个程序启动时，如果CPU分到了Socket1上面，而数据加载到了Socket0的内存上，那么CPU从内存加载数据的时间就会变长(例如图3中的容器pod3，需要跨NUMA搬运内存数据)。对于网卡来说也一样，如果有一个程序跑在了Socket1上面，但是需要处理NIC0的数据，就需要跨CPU搬运数据。这导致了相同的容器性能出现较大的差距，主要表现为部分容器的请求延迟(响应时间)增大。且只允许CPU访问自己本地的NUMA节点也不能得到最高的性能。例如，容器A对于CPU和内存资源的敏感度较为均衡，则将容器A绑定在本地numa节点内就可以获得最佳的性能；而如果容器B是CPU敏感型，对于内存延迟的敏感度较低，此时将容器B绑定在本地numa节点并不能获得最佳性能，进一步影响集群的资源利用率。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于NUMA架构的容器绑定方法及系统，以令容器获得最佳性能，保证容器性能的一致性和稳定性，进而有效提升容器所在集群的资源利用率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于NUMA架构的容器绑定方法，包括：

在物理机上部署容器；

确定容器的全部绑定方式对应的响应时间；

根据全部绑定方式对应的响应时间确定最优绑定方式；

将容器与最优绑定方式对应的NUMA节点进行绑定。

本发明实施例还提供一种基于NUMA架构的容器绑定系统，包括：

容器部署单元，用于在物理机上部署容器；

响应时间确定单元，用于确定容器的全部绑定方式对应的响应时间；