Как определить, несовместимо ли Docker-изображение с cgroup v2?

Вопрос или проблема

У меня есть кластер Kubernetes, который запускает набор контейнеров – некоторые созданы моей командой, некоторые – другими командами в моей организации, а некоторые – третьими сторонами (то есть за пределами моей организации).

Мы планируем миграцию кластера с cgroup v1 на v2 и хотим убедиться, что все, что сейчас работает в нашем кластере, совместимо с cgroup v2, но я не могу понять, как это надежно сделать – вся информация, которую я нахожу, либо о том, как понять, доступно ли это (я знаю, что нет, так как текущие пулы узлов настроены на использование cgroup v1) или о том, как перевести среду выполнения на ее использование (чего я не хочу делать, пока не узнаю, что это безопасно).

Итак, если у меня есть образ, как я могу понять¹, сломается ли что-то, если я помещу его в пул узлов, настроенный на использование cgroup v2?

¹⁾ Программно; мне нужно сделать это для довольно большого набора образов…

Ответ или решение

Определение совместимости Docker-образов с cgroup v2 в контексте миграции Kubernetes-кластера требует тщательного анализа, потому что cgroup v2 имеет ряд отличий от cgroup v1, которые могут повлиять на работу контейнеров. Ваша задача — проверить совместимость всех текущих образов, что является критически важным шагом перед сделкой миграции на cgroup v2.

Теория: cgroup v1 и cgroup v2

Control Groups (cgroups) — это механизм в ядре Linux, который позволяет ограничивать использование ресурсов процессами или группами процессов. Основное различие между cgroup v1 и cgroup v2 заключается в структуре и управлении ресурсами. Cgroup v2 вводит единое иерархическое управление, что может повлиять на поведение приложений, которые полагаются на специфические функции cgroup v1.

Проблемы потенциальной несовместимости включают:

Поддержка иерархий и контроллеров: В cgroup v2 все контроллеры собраны в единую иерархию, что может вызвать проблемы у приложений, ожидающих наличие отдельных иерархий для разных типов ресурсов.
Отсутствие поддержки некоторых контроллеров: Не все контроллеры, доступные в cgroup v1, поддерживаются в v2. Поэтому, если ваш образ зависит от специфических контроллеров, он может работать некорректно или вовсе не запускаться.
Изменения в интерфейсах и API: Cgroup v2 предоставляет иной набор системных вызовов и API для управления ресурсами, и возможна несовместимость с программным обеспечением, которое напрямую взаимодействует с cgroup.
Поведение сетевых функций: Поскольку cgroup v2 управляет сетевыми ресурсами по-другому, это может повлиять на контейнеры, зависящие от конкретной настройки сетевых политик.

Пример: Анализ и адаптация контейнеров

Примерные шаги по определению несовместимости можно разделить на несколько этапов:

Исследование уровня приложений: Проведите инвентаризацию всех приложений и их зависимостей, работающих в контейнерах. Изучите документацию на предмет поддержки cgroup v2.
Проанализируйте зависимости от ядра: Некоторые пакеты или библиотеки могут быть чувствительны к изменениям в ядре Linux, в том числе и в cgroup v2. Важно убедиться, что все используемые ими функции поддерживаются в новой версии.
Ручное тестирование в окружении cgroup v2: Запустите ваши образы в тестовом окружении, настроенном на использование cgroup v2. Пройдите все функциональные и нагрузочные тесты, чтобы определить возможные проблемы.
Оповещение разработчиков и подрядчиков: Попросите команды, создающие образы, подтвердить совместимость их приложений с cgroup v2 или предоставить обновленные версии образов, если текущие не совместимы.

Программирование: автоматический анализ

Для автоматизации процесса проверки совместимости можно применить сценарии, которые будут:

Сбор метаданных образов: Получите данные о каждой строке команд запуска, проверяя использование системных вызовов и API, связанных с cgroup, которые могут быть несовместимы с v2.
Интеграция с CI/CD: Добавьте автоматические скрипты проверки к вашему конвейеру CI/CD, чтобы каждый новый образ тестировался на предмет совместимости с cgroup v2 до его выпуска в производство.
Мониторинг поведения в тестовой среде: Настройте инструмент мониторинга для отслеживания поведения приложений в тестовой среде с cgroup v2, чтобы отслеживать отклонения в производительности и стабильности.

Заключение и рекомендации

Миграция на cgroup v2 требует выполнения как теоретических, так и практических шагов, чтобы удостовериться, что все контейнеры будут функционировать как ожидается. Не забывайте также следить за обновлениями от поставщиков софта, чтобы своевременно интегрировать поддерживаемые версии пакетов и компонентов. Это критически важно для обеспечения бесперебойной работы всей системы и минимизации простоев в случае возникновения проблем с совместимостью.