基于Harbor,实现Docker,私有仓库搭建的研究
时间：2023-05-30 16:40:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
程 宁
（湖北轻工职业技术学院， 湖北 武汉 430070）
Docker 仓库是Docker 集中存放镜像文件的场所，分为公有仓库和私有仓库两种形式。目前，最大的公有仓库是Docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载使用，用户也可上传镜像到公有仓库。国内不少云服务提供商，如时速云、阿里云、百度云等云服务商提供了仓库的本地源，可以提供稳定的国内访问。虽然公有仓库有众多优点，但是也存在一些问题。如公司企业级的私有镜像，由于镜像涉及机密的数据和软件，私密性比较强，因此不太适合放在公有仓库中。此外，出于安全考虑，一些公司不允许公司内网服务器环境访问外网，因此无法下载到公有仓库的镜像[1]。为了解决这些问题，可以根据需要搭建私有仓库，提供私有镜像的上传、下载。对比公有仓库，私有仓库具有安全性和私密性高、访问速度快、自主控制、方便存储和可维护性高的优点。
常见搭建Docker 私有仓库的方法有利用Registry 和Harbor 两种形式。Registry 是Docker 官方的一个私有仓库镜像，可以将本地的镜像打标签进行标记然后push 到以Registry 起的容器的私有仓库中。对比Registry，Harbor 是一个用于存储和分发Docker 镜像的企业级私有Registry 服务器, 具有基于角色的访问控制, 基于策略的镜像复制，漏洞扫描，LDAP/AD 支持,镜像删除和垃圾收集等强大功能[2]。本文将重点介绍利用Harbor 搭建Docker 私有仓库的方法。
2.1 Harbor 整体架构（见图1）
Porxy：对应启动组件nginx，提供nginx 反向代理服务，该代理服务来自浏览器的Docker client 的不同请 求 由Proxy 分 发 到Harbor 的registry、UI、token service 等组件。
Registry：对应启动组件registry，负责提供Docker镜像的存储，以及处理Docker 的push、pull 等请求。由于Harbor 需要对镜像的访问做权限控制，因此Registry 会将docker client 的每次push、pull 请求转发到token 服务以获取一个有效的token 令牌。
Job services：对应启动组件harbor-jobservice,主要用于镜像复制，本地镜像可以被同步到远程的Harboar 镜像仓库。
Log Collector：对应启动组件harbor-log，负责收集其他容器的日志并进行日志轮转。
Database：对应启动组件harbor-db，负责提供数据持久化服务，用于存放工程元数据、用户数据、角色数据、同步策略以及镜像元数据。
2.2 Harbor 实现
Harbor 是通过docker compose 进行部署的，其每一个组件均会被包装成一个Docker 容器，不同容器组件按照以下步骤进行Login 登录和Push 传输处理工程：
步骤1：客户端发送请求会被监听80 端口的代理容器所接收，容器中的nginx 将会把该请求转发给后端的Registry 容器
步骤2：如果Registry 容器发现请求中没有携带令牌，会返回一个401 错误码，并将获取令牌URL 的地址传递给Docker 客户端。如请求携带令牌，则转向步骤6。
内部控制管理体制的不完善，导致高校在招标过程中，缺少必要的监督制度与严格的操作过程以及容易受行政干扰，导致采购的物质质量、价格和售后服务都很难得到保证，极易滋生腐败。另外，高校在物资采购和验收时，存在一人同时负责这两项工作的情况，严重违反分工控制准则。在设备采购后，高校中出现不把新采购设备计入固定资产项目的情况，导致国有资产流失严重。
步骤3：当Docker 客户端收到401 错误码后，会向token service URL 发送一个嵌入用户名和密码信息的请求。
步骤4：token service URL 收到请求后，通过解码提取用户名和密码信息，并到数据库中进行核对。
步骤5：当token service 被配置为LDAP/AD 认证时，token service 会通过外部的服务器来完成认证。如果认证通过，Token 服务会给客户端分发一个令牌，当客户端得到令牌，再次执行Login 登录操作，以完成Login 登录工作。
步骤6：在收到获得令牌后，Registry 会检验令牌的合法性及有效期，如令牌通过合法性和有效期的检验，则会开启镜像的push 传输过程，并将镜像放入到仓库中。
本案例选用两台部署在VMware Workstation 15 中的Centos7.2 虚拟机作为宿主机，均已预先安装好Docker，并与外网互通，且关闭防火墙和Selinux 配置[3]。
1）由于Harbor 需通过Docker 的compose 项目进行部署，因此需要先安装compose，本实验选用docker compose 的版本为1.29.2。
2）安装openssl 软件包，并配置OpenSSL 工具配置文件openssl.cnf。
3）签发SSL 证书。
命令执行后，会成生harbor.crt 和harbor.key 文件，再将生成的私有证书追加到系统的证书管理文件中，否则后面push、login 和pull 时会报错。
4）安装harbor 仓库，harbor 的安装包为harbor-offline-installer-v1.10.1.tgz。
进入当前目录下的harbor 目录，编辑harbor.yml配置文件，修改hostname、https 证书路径、admin 密码三个参数信息。
步骤1：利用docker ps 命令检测容器启动状态，要求所有容器均为“UP”状态。
步骤2：打开浏览器，地址栏中输入“https://192.168.100.20”，在打开的登录容器中输入正确的用户名和密码后，进行harbor 工作主界面。
步骤3：创建一个名为test 的项目，设置项目访问权限为“公开”，如下页图2 所示。
步骤4：利用dockerlogin 命令登录192.168.100.20，输入正确的用户名和密码后，如显示“Login Succeeded“信息，则登录成功。
步骤5：利用docker tag 命令修改镜像标签后，使用docker push 命令将镜像推送到私有仓库。
步骤6：在test 项目中可查看到推送的nginx 镜像。如图3 所示。
步骤7：在客户端上利用docker pull 命令从私有仓库中下载nginx 镜像。
编辑/etc/docker/daemon.json 文件。
重启docker 服务后，利用docker pull 命令从私有仓库中下载nginx 镜像，并利用docker image 查看下载的镜像。
本案例实现了利用harbor 在docker 环境在搭建私有仓库的方法。在实际生产系统中，私有仓库搭建还需考虑高可用性，以解决单点故障的问题，可采用磁盘共享负载均衡分发方案、Harbor 复制同步策略方案和HA 主从方案进行解决。
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