docker容器中的网络延迟相对于宿主机有多高

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验证环境准备

本次验证工具我使用了Netperf,Netperf是一种网络性能的测量工具,可以测试基于TCP或UDP吞吐、响应速率。Netperf包括Clien和Server端。Server端主要用来实现监听工作,Client端进行测试。根据流量传输方式可分为以下三种:

  • 单方向最大吞吐传输大量数据。

  • 双方向交互传输数据,对于tcp为单连接。

  • 针对tcp,每个连接交互传输数据。

环境信息

总共两台机器,一台机器启动了NetPerf服务端;另外一台机器分别在容器内和宿主机上运行Netperf客户端。

NetPerf服务端

1.下载wget http://repo.iotti.biz/CentOS/7/x86_64/netperf-2.7.0-1.el7.lux.x86_64.rpm

2.安装 rpm -ivh netperf-2.7.0-1.el7.lux.x86_64.rpm

3.启动 netserver 

NetPerf客户端 

宿主机验证

首先直接在宿主机上安装Netperf,然后进行网络性能测试,如下所示:

docker容器中的网络延迟相对于宿主机有多高  

TCP_RR 是 netperf 里专门用来测试网络延时的,缺省每次运行10秒钟。运行以后,我们还要计算平均每秒钟 TCP request/response 的次数,这个次数越高,就说明延时越小。如上所示,总共测试三轮,分别得出20146、20248、20221,平均是20221/s

容器中验证

在同一台客户端机器上,启动docker服务,并安装Netperf进行验证,命令如下所示[root@test ~]# docker run -d --name test -v /home/net/:/home/net/ docker.harbor.com/centos:7.8 sleep 36000

我这里相当于是把Netperf挂载到容器内部,然后执行:docker exec -it test bash进入容器内部安装Netperf。

docker容器中的网络延迟相对于宿主机有多高  

同样运行了三轮,分别得出的是19546、19541、19259,平均是19448/s。

从数据上看容器中比宿主机少了773次。773/20221= 4%也就是容器中网络处理速度下降了4%,后来在网上找到了一些paper,有人得出结论是10%上下。 

容器中共享宿主机网络运行

[root@test ~]# docker run -d --name test --network host -v /home/net/:/home/net/ docker.harbor.com/centos:7.8 sleep 36000

docker容器中的网络延迟相对于宿主机有多高  

可以发现当使用共享宿主机网络模式下,其网络延迟跟宿主机基本没有差异。

原因分析

网络延迟的原因也不难想象,因为每次网络数据传输都要经过veth接口,然后向外发送。这个虚拟的网络设备除了没有硬中断,只有软中断处理过程,其它跟网卡发送数据逻辑基本相似,虽然发送速度很快。但即便如此也带来了一定的网络开销,从而造成了网络延迟。

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