[docker] Docker的私有仓库部署——Harbor

一、Docker原生私有仓库—— Registry

1.1 Registry的简单了解

关于Docker的仓库分为私有库和公有仓库，共有仓库只要在官方注册用户，登录即可使用。但对于仓库的使用，企业还是会有自己的专属镜像，所以私有库的搭建也是很有必要的存在。

对于原生的仓库，Docker提供了Registry，它能帮助我们组建属于自己的私有库，但是缺点也比较明显，就是难管理，无法进行复杂的操作

1.2 Registry的部署过程

步骤一：拉取相关的镜像

docker pull registry
docker pull joxit/docker-registry-ui:latest   # 非必须，简单的界面

步骤二：在 daemon.json 文件中添加私有镜像仓库地址

vim /etc/docker/daemon.json

{
  "insecure-registries": ["http://192.168.136.150:5000"],
  "registry-mirrors": ["https://81hk5kn6.mirror.aliyuncs.com"]
}

systemctl restart docker

步骤三：运行 registry 容器

docker run -itd -v /data/registry:/var/lib/registry -p 5000:5000 --restart always --name registry registry:latest

docker ps -a

-itd：在容器中打开一个伪终端进行交互操作，并在后台运行
-v：把宿主机的/data/registry目录绑定到容器/var/lib/registry目录(这个目录是registry容器中存放镜像文件的目录)，来实现数据的持久化；
-p：映射端口；访问宿主机的5000端口就访问到registry容器的服务了
--restart=always：这是重启的策略，在容器退出时总是重启容器
--name registry：创建容器命名为registry
registry:latest：这个是刚才pull下来的镜像

Docker容器的重启策略如下：
no：默认策略，在容器退出时不重启容器
on-failure：在容器非正常退出时（退出状态非0），才会重启容器
on-failure:3 ：在容器非正常退出时重启容器，最多重启3次
always：在容器退出时总是重启容器
unless-stopped：在容器退出时总是重启容器，但是不考虑在Docker守护进程启动时就已经停止了的容器

步骤四：为镜像打标签

docker pull centos:7

docker tag centos:7 192.168.136.150:5000/centos:7

docker images

步骤四：上传到私有仓库

docker push 192.168.136.150:5000/centos:7

步骤五：列出私有仓库的所有镜像

http://192.168.136.150:5000/v2/_catalog

步骤六：列出私有仓库的 centos 镜像有哪些tag

http://192.168.136.150:5000/v2/centos/tags/list

步骤七：先删除原有的 centos 的镜像，再测试私有仓库下载

docker images

docker rmi eeb6ee3f44bd -f

docker images

docker pull 192.168.136.150:5000/centos:7

二、Registry的升级——Habor

2.1 Habor的了解

Harbor 是 VMware 公司开源的企业级 Docker Registry 项目，其目标是帮助用户迅速搭建一个企业级的 Docker Registry 服务。

Harbor以 Docker 公司开源的 Registry 为基础，提供了图形管理 UI 、基于角色的访问控制(Role Based AccessControl) 、AD/LDAP 集成、以及审计日志(Auditlogging) 等企业用户需求的功能，同时还原生支持中文。

Harbor 的每个组件都是以 Docker 容器的形式构建的，使用 docker-compose 来对它进行部署。用于部署 Harbor 的 docker-compose 模板位于 harbor/docker-compose.yml。

2.2 Habor的特性

基于角色控制：用户和仓库都是基于项目进行组织的，而用户在项目中可以拥有不同的权限。
基于镜像的复制策略：镜像可以在多个Harbor实例之间进行复制（同步）。
支持 LDAP/AD：Harbor 可以集成企业内部已有的 AD/LDAP（类似数据库的一张表），用于对已经存在的用户认证和管理。
镜像删除和垃圾回收：镜像可以被删除，也可以回收镜像占用的空间。
图形化用户界面：用户可以通过浏览器来浏览，搜索镜像仓库以及对项目进行管理。
审计管理：所有针对镜像仓库的操作都可以被记录追溯，用于审计管理。
支持 RESTful API：RESTful API 提供给管理员对于 Harbor 更多的操控, 使得与其它管理软件集成变得更容易。
Harbor和docker registry的关系：Harbor实质上是对docker registry做了封装，扩展了自己的业务模板。

2.3 Habor的构成

Harbor 在架构上主要有 Proxy、Registry、Core services、Database（Harbor-db）、Log collector（Harbor-log）、Job services 六个组件。

●Proxy: 是一个 nginx 的前端代理，Harbor 的 Registry、UI、Token 服务等组件，都处在 nginx 反向代理后边。该代理将来自浏览器、docker clients 的请求转发到后端不同的服务上。

●Registry: 负责储存 Docker 镜像，并处理 Docker push/pull 命令。由于要对用户进行访问控制，即不同用户对 Docker 镜像有不同的读写权限，Registry 会指向一个 Token 服务，强制用户的每次 Docker pull/push 请求都要携带一个合法的 Token， Registry 会通过公钥对 Token 进行解密验证。

●Core services: Harbor的核心功能，主要提供以下3个服务:
1）UI（harbor-ui）: 提供图形化界面，帮助用户管理 Registry 上的镜像（image）, 并对用户进行授权。
2）WebHook：为了及时获取Registry 上image 状态变化的情况，在Registry 上配置 Webhook，把状态变化传递给 UI 模块。
3）Token 服务：负责根据用户权限给每个 Docker push/pull 命令签发 Token。Docker 客户端向 Registry 服务发起的请求，如果不包含 Token，会被重定向到 Token 服务，获得 Token 后再重新向 Registry 进行请求。

●Database（harbor-db）：为core services提供数据库服务，负责储存用户权限、审计日志、Docker 镜像分组信息等数据。

●Job services: 主要用于镜像复制，本地镜像可以被同步到远程 Harbor 实例上。

●Log collector（harbor-log）: 负责收集其他组件的日志到一个地方。

Harbor 的每个组件都是以 Docker 容器的形式构建的，因此，使用 Docker Compose 来对它进行部署。
总共分为7个容器运行，通过在docker-compose.yml所在目录中执行 docker-compose ps 命令来查看，名称分别为：nginx、harbor-jobservice、harbor-ui、harbor-db、harbor-adminserver、registry、harbor-log。
其中 harbor-adminserver 主要是作为一个后端的配置数据管理，并没有太多的其他功能。harbor-ui 所要操作的所有数据都通过 harbor-adminserver 这样一个数据配置管理中心来完成。

三、Harbor 部署

（1）部署 Docker-Compose 服务

//下载或者上传 Docker-Compose
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.21.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
 
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
 
docker-compose -v

（2）部署 Harbor 服务

#下载或上传 Harbor 安装程序
Harbor的压缩包下载地址：https://github.com/goharbor/harbor/releases
 
wget http://harbor.orientsoft.cn/harbor-1.2.2/harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
 
tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz -C /usr/local/
 
 
#修改harbor安装的配置文件
vim /usr/local/harbor/harbor.cfg
--5行--修改，设置为Harbor服务器的IP地址或者域名
hostname = 192.168.73.107
--59行--指定管理员的初始密码，默认的用户名/密码是admin/Harbor12345
harbor_admin_password = Harbor12345

关于 Harbor.cfg 配置文件中有两类参数：所需参数和可选参数
1、所需参数：这些参数需要在配置文件 Harbor.cfg 中设置。如果用户更新它们并运行 install.sh 脚本重新安装 Harbor，参数将生效。具体参数如下：
●hostname：用于访问用户界面和 register 服务。它应该是目标机器的 IP 地址或完全限定的域名（FQDN），例如 192.168.80.10 或 hub.kgc.cn。不要使用 localhost 或 127.0.0.1 为主机名。

●ui_url_protocol：（http 或 https，默认为 http）用于访问 UI 和令牌/通知服务的协议。如果公证处于启用状态，则此参数必须为 https。

●max_job_workers：镜像复制作业线程。

●db_password：用于db_auth 的MySQL数据库root 用户的密码。

●customize_crt：该属性可设置为打开或关闭，默认打开。打开此属性时，准备脚本创建私钥和根证书，用于生成/验证注册表令牌。当由外部来源提供密钥和根证书时，将此属性设置为 off。

●ssl_cert：SSL 证书的路径，仅当协议设置为 https 时才应用。

●secretkey_path：用于在复制策略中加密或解密远程 register 密码的密钥路径。

2、可选参数：这些参数对于更新是可选的，即用户可以将其保留为默认值，并在启动 Harbor 后在 Web UI 上进行更新。如果进入 Harbor.cfg，只会在第一次启动 Harbor 时生效，随后对这些参数的更新，Harbor.cfg 将被忽略。

注意：如果选择通过 UI 设置这些参数，请确保在启动 Harbor 后立即执行此操作。具体来说，必须在注册或在 Harbor 中创建任何新用户之前设置所需的 auth_mode。当系统中有用户时（除了默认的 admin 用户）， auth_mode 不能被修改。具体参数如下：
●Email：Harbor 需要该参数才能向用户发送“密码重置”电子邮件，并且只有在需要该功能时才启用。请注意，在默认情况下 SSL 连接时没有启用。如果 SMTP 服务器需要 SSL，但不支持 STARTTLS，那么应该通过设置启用 SSL email_ssl = TRUE。

●harbor_admin_password：管理员的初始密码，只在 Harbor 第一次启动时生效。之后，此设置将被忽略，并且应在 UI 中设置管理员的密码。请注意，默认的用户名/密码是admin/Harbor12345。

●auth_mode：使用的认证类型，默认情况下，它是 db_auth，即凭据存储在数据库中。对于LDAP身份验证，请将其设置为 ldap_auth。

●self_registration：启用/禁用用户注册功能。禁用时，新用户只能由 Admin 用户创建，只有管理员用户可以在 Harbor 中创建新用户。注意：当 auth_mode 设置为 ldap_auth 时，自注册功能将始终处于禁用状态，并且该标志被忽略。

●Token_expiration：由令牌服务创建的令牌的到期时间（分钟），默认为 30 分钟。

●project_creation_restriction：用于控制哪些用户有权创建项目的标志。默认情况下，每个人都可以创建一个项目。如果将其值设置为“adminonly”，那么只有 admin 可以创建项目。

●verify_remote_cert：打开或关闭，默认打开。此标志决定了当Harbor与远程 register 实例通信时是否验证 SSL/TLS 证书。将此属性设置为 off 将绕过 SSL/TLS 验证，这在远程实例具有自签名或不可信证书时经常使用。

另外，默认情况下，Harbor 将镜像存储在本地文件系统上。在生产环境中，可以考虑使用其他存储后端而不是本地文件系统，如 S3、Openstack Swif、Ceph 等对象存储。但需要更新 common/templates/registry/config.yml 文件。
Harbor的默认镜像存储路径在 /data/registry 目录下，映射到docker容器里面的 /storage 目录下。
这个参数是在 docker-compose.yml 中指定的，在 docker-compose up -d 运行之前修改。
如果希望将 Docker 镜像存储到其他的磁盘路径，可以修改这个参数。

（3）启动 Harbor

cd /usr/local/harbor/
在配置好了 harbor.cfg 之后，执行 ./prepare 命令，为 harbor 启动的容器生成一些必要的文件（环境）
再执行命令 ./install.sh 以 pull 镜像并启动容器

（4）查看 Harbor 启动镜像

cd /usr/local/harbor/
docker-compose ps

docker-compose up -d      #启动
docker-compose stop       #停止
docker-compose restart    #重新启动

（5）创建一个新项目

（1）浏览器访问：http://192.168.136.150 登录 Harbor WEB UI 界面，默认的管理员用户名和密码是 admin/Harbor12345

（2）输入用户名和密码登录界面后可以创建一个新项目。点击“+项目”按钮

（3）填写项目名称为“cxk”，点击“确定”按钮，创建新项目

（4）此时可使用 Docker 命令在本地通过 127.0.0.1 来登录和推送镜像。默认情况下，Registry 服务器在端口 80 上侦听。

//登录 Harbor

//下载镜像进行测试

//将镜像打标签

//上传镜像到 Harbor

（5）在 Harbor 界面 myproject-kgc 目录下可看见此镜像及相关信息

（6）在其他客户端上传镜像

以上操作都是在 Harbor 服务器本地操作。如果其他客户端登录到 Harbor，就会报如下错误。

出现这问题的原因为Docker Registry 交互默认使用的是 HTTPS但是搭建私有镜像默认使用的是 HTTP 服务，所以与私有像交互时出现以下错误.

1）在 Docker 客户端配置操作

方法一：
//解决办法是：在 Docker server 启动的时候，增加启动参数，默认使用 HTTP 访问。

vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
--13行--修改
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --insecure-registry 192.168.73.107 --containerd=/run/containerd/containerd.sock
或
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry 192.168.73.107
 
//重启 Docker，再次登录
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
 
//再次登录 Harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 http://192.168.73.107
WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Login Succeeded
//将自动保存凭据到/root/.docker/config.json，下次登录时可直接使用凭据登录 Harbor

方法二：

{
  "insecure-registries": ["http://192.168.136.150"],
  "registry-mirrors": ["https://81hk5kn6.mirror.aliyuncs.com"]
}

//再次登录 Harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 http://192.168.136.150
WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Login Succeeded
//将自动保存凭据到/root/.docker/config.json，下次登录时可直接使用凭据登录 Harbor

//下载镜像进行测试
docker pull 192.168.136.150/cxk/registry:latest

//上传镜像进行测试
docker pull nginx
docker tag nginx:latest 192.168.136.150/cxk/nginx:latest
docker push 192.168.136.150/cxk/nginx:latest

2）刷新 Harbor 的 Web 管理界面进行查看，会发现 myproject-test 项目里面有两个镜像

四、维护管理Harbor

（1）通过 Harbor Web 创建项目

在 Harbor 仓库中，任何镜像在被 push 到 regsitry 之前都必须有一个自己所属的项目。
单击“+项目”，填写项目名称，项目级别若设置为"私有"，则不勾选。如果设置为公共仓库，则所有人对此项目下的镜像拥有读权限，命令行中不需要执行"Docker login"即可下载镜像，镜像操作与 Docker Hub 一致。

（2）创建 Harbor 用户

1）创建用户并分配权限

在 Web 管理界面中单击系统管理 -> 用户管理 -> +用户，
填写用户名为“zhangsan”，邮箱为“[email protected]”，全名为“zhangsan”，密码为“As12345678”，注释为“xx项目角色”（可省略）。
附：用户创建成功后，单击左侧“...”按钮可将上述创建的用户设置为管理员角色或进行删除操作，本例不作任何设置。

角色               权限说明
访客               对于指定项目拥有只读权限
开发人员           对于指定项目拥有读写权限，但没用删除权限
维护人员           对于指定项目拥有读写权限，也能对修改其它配置，比如创建 Webhooks
项目管理员           除了读写权限，同时拥有用户管理/镜像扫描等管理权限

2）添加项目成员

单击项目 -> myproject-test-> 成员 -> + 成员，填写上述创建的用户 zhangsan 并分配角色为“开发人员”。
附：此时单击左侧“...”按钮仍然可对成员角色进行变更或者删除操作

3）在客户端上使用普通账户操作镜像

//删除上述打标签的本地镜像
docker rmi 

//先退出当前用户，然后使用上述创建的账户 kgc-zhangsan 登录
docker logout 192.168.136.150

docker login 192.168.136.150
或
docker login -u cxk -p Cxk12345 http://192.168.136.150

//下载和上传镜像进行测试
docker pull 192.168.136.150/cxk/registry:latest
docker pull tomcat

docker tag tomcat:latest 192.168.136.150/cxk/tomcat:latest
docker push 192.168.136.150/cxk/tomcat:latest

（3）查看日志

Web 界面日志，操作日志按时间顺序记录用户相关操作

（4）修改 Harbor.cfg 配置文件

要更改 Harbor的配置文件中的可选参数时，请先停止现有的 Harbor实例并更新 Harbor.cfg；然后运行 prepare 脚本来填充配置； 最后重新创建并启动 Harbor 的实例。
 
使用 docker-compose 管理 Harbor 时，必须在与 docker-compose.yml 相同的目录中运行。
cd /usr/local/harbor
docker-compose down -v
 
vim harbor.cfg            #只能修改可选参数
 
./prepare
 
docker-compose up -d
//如果有以下报错，需要开启防火墙 firewalld 服务解决
Creating network "harbor_harbor" with the default driver
ERROR: Failed to Setup IP tables: Unable to enable SKIP DNAT rule:  (iptables failed: iptables --wait -t nat -I DOCKER -i br-b53c314f45e8 -j RETURN: iptables: No chain/target/match by that name.
 (exit status 1))
 
systemctl restart firewalld.service
docker-compose up -d

（5）移除 Harbor 服务容器同时保留镜像数据/数据库，并进行迁移

//在Harbor服务器上操作
（1）移除 Harbor 服务容器
cd /usr/local/harbor
docker-compose down -v
 
（2）把项目中的镜像数据进行打包
//持久数据，如镜像，数据库等在宿主机的/data/目录下，日志在宿主机的/var/log/Harbor/目录下
ls /data/registry/docker/registry/v2/repositories/myproject-kgc
cd /data/registry/docker/registry/v2/repositories/myproject-kgc
tar zcvf kgc-registry.tar.gz ./*
 
6. 如需重新部署，需要移除 Harbor 服务容器全部数据
cd /usr/local/harbor
docker-compose down -v
rm -r /data/database
rm -r /data/registry