Řešení chyby scaling_cur_freq & scaling_max_freq v kontejnerech Ubuntu Docker

Odstraňování problémů s chybami škálování frekvence v kontejnerech Ubuntu Docker

Při práci s kontejnery Docker na bázi Ubuntu 20.04, zejména s těmi, které zahrnují externí projekty, mohou nastat neočekávané chyby. Jeden takový problém nastane, když se systém pokusí najít soubory jako scaling_cur_freq a scaling_max_freq ale selže a způsobí chyby při provádění.

Tento problém může být zvláště matoucí, pokud nejste obeznámeni s mechanismy frekvenčního škálování v Linuxu nebo pokud provozujete proprietární kontejner. Mnoho uživatelů se s tím setká, když se snaží spustit konkrétní příkazy nebo spustit kontejner Docker.

Jádro problému spočívá v interakci mezi kontejnerizovaným prostředím a hardwarem hostitelského počítače, zejména funkcemi škálování frekvence CPU, které nejsou vždy v kontejnerech dostupné. Řešení jsou často nepolapitelná a rozptýlená po různých zdrojích.

V této příručce prozkoumáme, proč k této chybě dochází, ať už souvisí s vaším nastavením Dockeru nebo se základním prostředím Linuxu, a jaká potenciální řešení lze použít. Budeme také diskutovat o podobném problému s instalací Chrome na instancích AWS EC2 Linux a proč se zde jejich oprava nemusí týkat.

Analýza řešení chyb frekvenčního měřítka

Skripty poskytnuté dříve slouží k vyřešení problému chybějících souborů škálování frekvence CPU, jako je např scaling_cur_freq a scaling_max_freq, které jsou nezbytné pro určité procesy v kontejnerech Docker. Tyto soubory se obvykle nacházejí v /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq adresář, ale v kontejnerových prostředích, zejména na Ubuntu 20.04, nemusí být dostupné. Skript bash to řeší kontrolou existence těchto souborů a vytvořením pahýlů, pokud chybí. To zajišťuje, že kontejner může pokračovat ve svých operacích, aniž by došlo k chybám souvisejícím s těmito chybějícími systémovými soubory.

Shell skript používá smyčku k procházení požadovanými soubory, a pokud nějaké chybí, vytvoří je pomocí dotek příkaz. Tento přístup je jednoduchý, ale účinný a zajišťuje, že soubory jsou dostupné v případě potřeby bez nutnosti rozsáhlých úprav systému. Umožňuje také snadné přizpůsobení skriptu pro jiná prostředí, kde frekvenční škálování není správně nakonfigurováno. Přidáním protokolování nebo dalších funkcí kontroly chyb lze skript dále vylepšit pro produkční prostředí.

Řešení Python využívá jiný přístup, protože využívá os.path.isfile() způsob, jak zkontrolovat, zda existují potřebné soubory. Pokud ne, zaznamená chybu do souboru pro snazší řešení problémů. Tato metoda je vhodnější pro situace, kdy je vyžadováno podrobné protokolování nebo kde může být nutné projekt integrovat do většího systému založeného na Pythonu. Modularita a čitelnost Pythonu navíc usnadňují škálování tohoto řešení na více projektů, zejména pokud je třeba zkontrolovat nebo vytvořit více souborů.

Nakonec řešení Dockerfile automatizuje proces vytváření souborů během fáze sestavení kontejneru Docker. Tím je zajištěno, že potřebné adresáře a soubory budou vždy přítomny před spuštěním kontejneru, čímž se zabrání jakýmkoli problémům za běhu. Pomocí příkazů jako BĚH a chmod, Dockerfile spravuje oprávnění a vytváření souborů přímo v prostředí kontejneru. Tato metoda je ideální pro zajištění konzistentního nasazení napříč různými servery nebo cloudovými prostředími, kde se konfigurace systému může lišit. Kombinace těchto přístupů nabízí robustní řešení pro běžný kontejnerový problém Linuxu.

#!/bin/bash
# Check if the required files exist
FREQ_PATH="/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq"
REQUIRED_FILES=("scaling_cur_freq" "scaling_max_freq")
# Loop through each file and create a stub if it's missing
for FILE in "${REQUIRED_FILES[@]}"; do
    if [[ ! -f "$FREQ_PATH/$FILE" ]]; then
        echo "File $FILE not found, creating a stub."
        sudo touch "$FREQ_PATH/$FILE"
        echo "Stub created for $FILE."
    else
        echo "$FILE exists."
    fi
done
# End of script

import os
import logging
# Set up logging
logging.basicConfig(filename='freq_check.log', level=logging.INFO)
freq_files = ['/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq',
              '/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq']
# Function to check file existence
def check_files():
    for file in freq_files:
        if os.path.isfile(file):
            logging.info(f'{file} exists.')
        else:
            logging.error(f'{file} is missing.')
# Call the function
check_files()

FROM ubuntu:20.04
RUN apt-get update && apt-get install -y sudo
# Create necessary directories and files if they don't exist
RUN mkdir -p /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/
RUN touch /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq
RUN touch /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq
# Set permissions to avoid access issues
RUN chmod 644 /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/*
# Ensure the container runs a basic command on start
CMD ["/bin/bash"]

Pochopení škálování frekvence CPU a omezení kontejnerů

Dalším kritickým aspektem scaling_cur_freq a scaling_max_freq problémem je, jak kontejnery Docker zvládají hardwarové interakce, zejména se škálováním frekvence CPU v prostředí Linuxu. Tyto škálovací soubory jsou součástí funkce CPU Governor jádra Linuxu, která dynamicky upravuje výkon CPU. Kontejnery Docker však často nemají přímý přístup k těmto hardwarovým prostředkům, což vede k chybám chybějících souborů, jak je vidět v protokolu chyb.

V typickém prostředí Linuxu lze mechanismus škálování CPU upravit nebo k němu přistupovat prostřednictvím /sys adresář. V kontejnerovém prostředí je však tento přístup omezen, pokud není výslovně nakonfigurován. Toto omezení často způsobuje selhání Dockeru, když projekty očekávají interakci s funkcemi CPU hostitelského počítače. Bez řádného přístupu nebo emulace může kontejner hlásit, že nemůže najít kritické soubory jako scaling_cur_freq.

K vyřešení těchto problémů je zásadní pochopit, jak Linux zachází s regulátory CPU a jak Docker izoluje hardwarové prostředky. Řešení se mohou pohybovat od ručního vytváření útržků souborů v kontejneru až po úpravu konfigurace běhového prostředí Dockeru, aby byl umožněn přímější přístup k hardwaru. Vývojáři musí pamatovat na tato omezení při vytváření nebo nasazování kontejnerů v systémech, kde je nezbytná přímá interakce hardwaru.