feat(lab-03): complete Phase 4 - Compute & EC2 lab
Phase Plans (5 files): - 04-RESEARCH.md: Domain research on Docker limits, healthchecks, EC2 parallels - 04-VALIDATION.md: Success criteria and validation strategy - 04-01-PLAN.md: Test infrastructure (RED phase) - 04-02-PLAN.md: Diátxis documentation - 04-03-PLAN.md: Infrastructure implementation (GREEN phase) Test Scripts (6 files, 1300+ lines): - 01-resource-limits-test.sh: Validate INF-03 compliance - 02-healthcheck-test.sh: Validate healthcheck configuration - 03-enforcement-test.sh: Verify resource limits with docker stats - 04-verify-infrastructure.sh: Infrastructure verification - 99-final-verification.sh: End-to-end student verification - run-all-tests.sh: Test orchestration with fail-fast - quick-test.sh: Fast validation (<30s) Documentation (11 files, 2500+ lines): Tutorials (3): - 01-set-resource-limits.md: EC2 instance types, Docker limits syntax - 02-implement-healthchecks.md: ELB health check parallels - 03-dependencies-with-health.md: depends_on with service_healthy How-to Guides (4): - check-resource-usage.md: docker stats monitoring - test-limits-enforcement.md: Stress testing CPU/memory - custom-healthcheck.md: HTTP, TCP, database healthchecks - instance-type-mapping.md: Docker limits → EC2 mapping Reference (3): - compose-resources-syntax.md: Complete deploy.resources reference - healthcheck-syntax.md: All healthcheck parameters - ec2-instance-mapping.md: Instance type mapping table Explanation (1): - compute-ec2-parallels.md: Container=EC2, Limits=Instance Type, Healthcheck=ELB Infrastructure: - docker-compose.yml: 5 services (web, app, worker, db, stress-test) All services: INF-03 compliant (cpus + memory limits) All services: healthcheck configured EC2 parallels: t2.nano, t2.micro, t2.small, t2.medium, m5.large - Dockerfile: Alpine 3.19 + stress tools + non-root user Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
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Luca Sacchi Ricciardi
335
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335
labs/lab-03-compute/tutorial/01-set-resource-limits.md
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@@ -0,0 +1,335 @@
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# Tutorial 1: Configurare i Limiti delle Risorse
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In questo tutorial imparerai a configurare i limiti delle risorse CPU e memoria per i container Docker, simulando i diversi **EC2 Instance Types** di AWS.
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## Obiettivi di Apprendimento
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Al termine di questo tutorial sarai in grado di:
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- Comprendere cosa sono gli **EC2 Instance Types** e come si applicano a Docker
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- Configurare i limiti **CPU** e **memoria** in Docker Compose
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- Mappare le configurazioni Docker alle istanze EC2
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- Verificare i limiti delle risorse con `docker stats`
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## Prerequisiti
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- Docker Engine >= 24.0 installato e funzionante
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- Docker Compose V2 (`docker compose` comando disponibile)
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- Conoscenza base di Docker e docker-compose.yml
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## Parte 1: EC2 Instance Types - Concetti Fondamentali
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### Cos'è un EC2 Instance Type?
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In AWS, un **Instance Type** definisce:
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- **vCPUs**: Numero di CPU virtuali
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- **Memory**: Quantità di RAM
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- **Use case**: Tipo di carico di lavoro ottimale
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### Famiglie di Instance Types Principali
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| Famiglia | Prefix | Use Case | Esempio |
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|----------|--------|----------|---------|
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| **Burstable** | t2, t3 | Dev/test, basso costo | t2.micro |
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| **General Purpose** | m5, m6 | Equilibrato CPU/memoria | m5.large |
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| **Compute Optimized** | c5, c6 | Alta CPU | c5.xlarge |
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| **Memory Optimized** | r5, r6 | Alta memoria | r5.large |
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### Instance Types Comuni
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| Instance Type | vCPUs | Memory | Use Case |
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|---------------|-------|--------|----------|
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| t2.nano | 0.5 | 512 MB | Microservizi |
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| t2.micro | 1 | 1 GB | Dev/Test |
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| t2.small | 1 | 2 GB | Web server |
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| t2.medium | 2 | 4 GB | Application server |
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| m5.large | 2 | 8 GB | Production app |
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| m5.xlarge | 4 | 16 GB | High traffic |
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## Parte 2: Limiti delle Risorse in Docker Compose
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### Sintassi di Base
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In Docker Compose, i limiti delle risorse si configurano con la sezione `deploy.resources.limits`:
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```yaml
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version: "3.8"
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services:
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app:
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||||
image: nginx:alpine
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deploy:
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resources:
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limits:
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||||
cpus: '1' # Numero di CPU
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||||
memory: 1G # Memoria (M, G)
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```
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### Formati della Memoria
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||||
```yaml
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||||
memory: 512M # 512 Megabyte
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||||
memory: 1G # 1 Gigabyte
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||||
memory: 1024M # 1024 Megabyte (equivale a 1G)
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```
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||||
### Format delle CPU
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||||
```yaml
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||||
cpus: '0.5' # Mezza CPU
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||||
cpus: '1' # 1 CPU completa
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||||
cpus: '2' # 2 CPU complete
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||||
cpus: '1.5' # 1.5 CPU (1 completa + 50% di un'altra)
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```
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## Parte 3: Pratica - Configurare un Container t2.micro
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Creiamo un container simile a un'istanza **t2.micro** (1 vCPU, 1 GB RAM).
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### Step 1: Creare il file docker-compose.yml
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||||
Crea il file `labs/lab-03-compute/docker-compose.yml`:
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||||
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||||
```yaml
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||||
version: "3.8"
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||||
services:
|
||||
# Web server - simula t2.micro
|
||||
web:
|
||||
image: nginx:alpine
|
||||
container_name: lab03-web
|
||||
hostname: web
|
||||
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||||
# Resource limits - t2.micro parallel
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||||
deploy:
|
||||
resources:
|
||||
limits:
|
||||
cpus: '1'
|
||||
memory: 1G
|
||||
|
||||
ports:
|
||||
- "127.0.0.1:8080:80"
|
||||
|
||||
restart: unless-stopped
|
||||
```
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||||
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||||
### Step 2: Verificare la sintassi
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```bash
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||||
cd labs/lab-03-compute
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||||
docker compose config
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```
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||||
Se non ci sono errori, vedrai la configurazione completa.
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### Step 3: Avviare il container
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||||
```bash
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||||
docker compose up -d
|
||||
```
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||||
### Step 4: Verificare i limiti applicati
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||||
```bash
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||||
# Ispeziona il container per vedere i limiti
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||||
docker inspect lab03-web --format '{{.HostConfig.NanoCpus}}'
|
||||
# Output: 1000000000 (1e9 = 1 CPU)
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||||
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||||
docker inspect lab03-web --format '{{.HostConfig.Memory}}'
|
||||
# Output: 1073741824 (1 GB in byte)
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||||
```
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||||
### Step 5: Monitorare l'utilizzo delle risorse
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||||
```bash
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||||
# Mostra l'utilizzo in tempo reale
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||||
docker stats lab03-web
|
||||
```
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||||
|
||||
Premi `Ctrl+C` per uscire.
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||||
```bash
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||||
# Snapshot singolo
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||||
docker stats --no-stream
|
||||
```
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||||
**Output previsto:**
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```
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||||
CONTAINER NAME CPU % MEM USAGE / LIMIT MEM %
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||||
12345 lab03-web 0.01% 2.5MiB / 1GiB 0.24%
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```
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||||
Nota che il **LIMIT** è 1GiB, configurato correttamente.
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## Parte 4: Pratica - Configurare un Container t2.small
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Ora configuriamo un container simile a **t2.small** (1 vCPU, 2 GB RAM).
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### Aggiungi il servizio app al docker-compose.yml:
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||||
```yaml
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# Application server - simula t2.small
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||||
app:
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||||
image: nginx:alpine
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container_name: lab03-app
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||||
hostname: app
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deploy:
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||||
resources:
|
||||
limits:
|
||||
cpus: '1'
|
||||
memory: 2G
|
||||
|
||||
ports:
|
||||
- "127.0.0.1:8081:80"
|
||||
|
||||
restart: unless-stopped
|
||||
```
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||||
### Avviare e verificare
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||||
```bash
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||||
docker compose up -d
|
||||
docker compose ps
|
||||
```
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||||
```bash
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||||
# Verifica i limiti
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||||
docker inspect lab03-app --format 'CPU: {{.HostConfig.NanoCpus}} CPUs, Memory: {{.HostConfig.Memory}} bytes'
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||||
```
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## Parte 5: Pratica - Configurare un Container t2.medium
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Configuriamo un container **t2.medium** (2 vCPU, 4 GB RAM).
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### Aggiungi il servizio worker:
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```yaml
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||||
# Worker - simula t2.medium
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worker:
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||||
image: alpine:3.19
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||||
container_name: lab03-worker
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hostname: worker
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||||
command: ["sh", "-c", "sleep 3600"]
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deploy:
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resources:
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||||
limits:
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||||
cpus: '2'
|
||||
memory: 4G
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||||
|
||||
restart: unless-stopped
|
||||
```
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||||
### Avviare e verificare
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```bash
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||||
docker compose up -d
|
||||
docker stats --no-stream lab03-worker
|
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```
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## Parte 6: Tabella di Mapping Completa
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Ecco la tabella completa di mapping tra Docker e EC2:
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| Docker Limits | EC2 Instance | vCPUs | Memory | Use Case |
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|---------------|--------------|-------|--------|----------|
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| `cpus: '0.5'`<br>`memory: 512M` | t2.nano | 0.5 | 512 MB | Microservizi minimi |
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| `cpus: '1'`<br>`memory: 1G` | t2.micro | 1 | 1 GB | Dev/Test |
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| `cpus: '1'`<br>`memory: 2G` | t2.small | 1 | 2 GB | Web servers |
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| `cpus: '2'`<br>`memory: 4G` | t2.medium | 2 | 4 GB | Application |
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| `cpus: '2'`<br>`memory: 8G` | m5.large | 2 | 8 GB | Production |
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||||
| `cpus: '4'`<br>`memory: 16G` | m5.xlarge | 4 | 16 GB | High traffic |
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## Parte 7: Verifica Finale
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### Script di Verifica
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Esegui questo comando per verificare tutti i limiti:
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```bash
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# Per ogni servizio, mostra i limiti
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for service in web app worker; do
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echo "Service: $service"
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docker inspect "lab03-$service" --format ' CPUs: {{.HostConfig.NanoCpus}}'
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||||
docker inspect "lab03-$service" --format ' Memory: {{.HostConfig.Memory}}'
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||||
done
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```
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### Controllo INF-03
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Lo script di verifica del lab controllerà automaticamente che tutti i servizi abbiano i limiti configurati (requisito **INF-03**).
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```bash
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bash tests/01-resource-limits-test.sh
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```
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## Risoluzione Problemi
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### Errore: "no matching resources"
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**Causa:** I limiti specificati superano le risorse disponibili sull'host.
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**Soluzione:**
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- Riduci i limiti CPU/memoria
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- Libera risorse sull'host
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- Usa un'istanza tipo più piccola
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### Errore: "invalid memory format"
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**Causa:** Formato della memoria non valido.
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**Soluzione:**
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- Usa `M` per Megabyte (es. `512M`)
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- Usa `G` per Gigabyte (es. `1G`)
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- Non usare spazi o formati misti
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### Container OOM Killed
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**Causa:** Il container sta tentando di usare più memoria del limite.
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**Soluzione:**
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- Aumenta il limite `memory`
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- Indaga il consumo di memoria dell'applicazione
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||||
- Verifica memory leak
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## Riepilogo
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||||
In questo tutorial hai imparato:
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||||
✓ **Concetto:** EC2 Instance Types definiscono CPU e memoria
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✓ **Sintassi:** `deploy.resources.limits` in Docker Compose
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✓ **Mapping:** Docker limits → EC2 instances
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✓ **Verifica:** `docker stats` per monitorare l'utilizzo
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||||
✓ **Compliance:** INF-03 richiede limiti per tutti i container
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||||
## Prossimi Passi
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||||
Nel prossimo tutorial imparerai a:
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||||
- Implementare **healthchecks** per monitorare lo stato dei servizi
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||||
- Configurare dipendenze tra servizi con `depends_on`
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||||
- Mappare healthchecks Docker agli **ELB Health Checks** di AWS
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||||
Continua con **Tutorial 2: Implementare Healthchecks** →
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