在kubernetes 集群上搭建docker 私有仓库Harbor

在kubernetes 集群上搭建docker 私有仓库Harbor-阳明的博客|Kubernetes|Istio|Prometheus|Python|Golang|云原生

Harbor是一个用于存储和分发Docker 镜像的企业级Registry 服务器，通过添加一些企业必需的功能特性，例如安全、标识和管理等，扩展了开源Docker Distribution。作为一个企业级私有Registry 服务器，Harbor 提供了更好的性能和安全。提升用户使用Registry构建和运行环境传输镜像的效率。Harbor 支持安装在多个Registry节点的镜像资源复制，镜像全部保存在私有Registry 中， 确保数据和知识产权在公司内部网络中管控。另外，Harbor也提供了高级的安全特性，诸如用户管理，访问控制和活动审计等。

本文将介绍如何在kubernetes 集群上搭建一个高可用的Harbor 服务。

• 基于角色的访问控制 - 用户与Docker镜像仓库通过“项目”进行组织管理，一个用户可以对多个镜像仓库在同一命名空间（project）里有不同的权限。
• 镜像复制 - 镜像可以在多个Registry实例中复制（同步）。尤其适合于负载均衡，高可用，混合云和多云的场景。
• 图形化用户界面 - 用户可以通过浏览器来浏览，检索当前Docker镜像仓库，管理项目和命名空间。
• AD/LDAP 支持 - Harbor可以集成企业内部已有的AD/LDAP，用于鉴权认证管理。
• 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。
• 国际化 - 已拥有英文、中文、德文、日文和俄文的本地化版本。更多的语言将会添加进来。
• 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。
• 部署简单 - 提供在线和离线两种安装工具， 也可以安装到vSphere平台(OVA方式)虚拟设备。

先clone harbor 代码到本地，我们可以查看harbor 提供的kubernetes 部署方案文档：kubernetes_deployment.md。

harbor 提供了一个python 脚本(make/kubernetes/prepare)来生成kubernetes 的ConfigMap 文件，由于这个脚本是python 编写的，所以你需要一个能运行python 的环境，该脚本也需要使用openssl来生成私钥和证书，所以也要确保你的运行环境下面有可执行的openssl。

下面是该脚本的一些参数：

• -f: 默认值是../harbor.cfg，当然你可以指定另外的配置文件。
• -k: https 私钥路径，你可以在harbor.cfg文件中修改ssl_cert_key字段。
• -c: https 证书路径，同样可以在harbor.cfg文件中修改ssl_cert字段。
• -s: 密码路径，必须是16位字符串，如果没有设置，脚本将自动生成。

有些基本配置必须设置，否则不能部署成功。

• make/harbor.cfg: Harbor 的基本配置文件。

• make/kubernetes/**/*.rc.yaml: 一些容器的配置文件。

你需要将所有的*.rc.yaml文件中的镜像替换成正确的镜像地址。例如：

  containers:
      - name: nginx-app
        # it's very importent that you need modify the path of image.
        image: harbor/nginx

• make/kubernetes/pv/*.pvc.yaml: Persistent Volume Claim。你可以设置存储这些文件的容量，例如：

  resources:
    requests:
      # you can set another value to adapt to your needs
      storage: 100Gi

• make/kubernetes/pv/*.pv.yaml: Persistent Volume， 被绑定到上面的*.pvc.yaml`，PV 和 PVC 是一一对应的，如果你改变了PVC 的容量，那么你也需要相应的设置PV 的容量，例如：

  capacity:
  # same value with PVC
  storage: 100Gi

  将上述相关的参数修改完成后，执行下面的命令生成ConfigMap文件：

python make/kubernetes/prepare

脚本执行完成后会生成下面的一些文件：

- make/kubernetes/jobservice/jobservice.cm.yaml
- make/kubernetes/mysql/mysql.cm.yaml
- make/kubernetes/nginx/nginx.cm.yaml
- make/kubernetes/registry/registry.cm.yaml
- make/kubernetes/ui/ui.cm.yaml

### 高级配置

当然了如果上面的一些基本配置不能满足你的需求，你也可以做一些更高级的配置。你可以在`make/kubernetes/templates`目录下面找到所有的`Harbor`的配置模板：

* `jobservice.cm.yaml`: jobservice 的环境变量和WEB 配置
* `mysql.cm.yaml`: MySQL 的Root 用户密码
* `nginx.cm.yaml`: Https 的证书和nginx 配置
* `registry.cm.yaml`: Token 服务认证和 Registry的相关配置，默认用文件系统来存储镜像数据，你能看到这样的数据：
  ```yaml
  storage:
    filesystem:
      rootdirectory: /storage

如果你想使用其他的存储后端的话，那么就需要去查看Docker 的相关文档了。 * ui.cm.yaml： Token 服务的私钥，UI Dashboard 的环境变量和WEB 配置

ui 和 jobservice 是用beego编写的，如果你对beego比较熟悉的话，你可以修改相关的配置。

• 为方便管理，这里我们在模板文件中均添加一个namespace=kube-ops，这样让Harbor都放在该namespace 下运行。
• 由于我们的系统是通过traefik ingress来和外部进行交流的，所以这里实际上是不需要nginx 这一层的，所以可以将下面nginx 想关的操作移除掉就行。
• 将make/kubernetes下面的*.rc.yaml文件中的ReplicationController改成Deployment，因为Deployment比ReplicationController功能更加丰富, apiVersion 改成对应的apiVersion: extensions/v1beta1版本，将sepc 下面的selector 删除。
• 同样的在make/kubernetes下面的所有*.rc.yaml(除mysql.rc.yaml外)和*.svc.yaml文件中添加namespace=kube-ops的命名空间。
• 由于mysql 是有状态的应用，所以我们将mysql.rc.yaml改成StatefulSet，apiVersion 需要改成对应的apps/v1beta1版本
• 我们这里使用共享存储nfs来存储我们的相关数据，所以我们将make/kubernetes/pv下面添加一个ops.pv.yaml（忽略其他的pv 相关的文件）:

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolume
  metadata:
    name: opspv
    labels:
      k8s-app: opspv
  spec:
    accessModes:
    - ReadWriteMany
    capacity:
      storage: 100Gi
    persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
    nfs:
      path: /ops/data
      server: 192.168.1.139  # 替换成你自己的nfs 服务器地址
  ---
  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolumeClaim
  metadata:
    name: opspvc
    namespace: kube-ops
    labels:
      k8s-app: opspvc
  spec:
    accessModes:
    - ReadWriteMany
    resources:
      requests:
        storage: 100Gi
    selector:
      matchLabels:
        k8s-app: opspv

• 上面我们新建了一个共享的pv和pvc，所以需要将*.rc.yaml下面所有的claimName的值替换成opspvc，另外需要在volumeMounts声明的地方加上subPath来区分存储的文件路径，如下：

  volumeMounts:
  - name: logs
    mountPath: /var/log/jobs
    subPath: harbor/logs
volumes:
- name: logs
  persistentVolumeClaim:
    claimName: opspvc

• 关于镜像： 可以前往Harbor realse页面下载最新的离线包，然后解压离线安装包可以得到镜像文件harbor.*.tgz，然后可以利用下面的docker命令将相关的镜像加载进来：

  $ docker load -i harbor.*.tgz

  由于我们没有指定相关的POD 固定的运行在某个节点上，所以理论上是需要在每个节点上执行上面的步骤的，为了方便，我们这里直接将相关的镜像替换成vmware在docker 官方镜像仓库上的镜像 * adminserver: 如果你clone 代码下面make/kubernetes/template下面没有adminserver.cm.yaml文件，则可以前往我整理好的github 仓库下面查看。

  上面配置完成的文件可以前往github查看

  如果你完成了你的配置并且已经生成了ConfigMap文件，现在你可以使用下面的命令来运行Harbor了：

  # create pv & pvc
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/pv/ops.pv.yaml
  
  # create config map
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/adminserver/adminserver.cm.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/jobservice/jobservice.cm.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/mysql/mysql.cm.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/registry/registry.cm.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/ui/ui.cm.yaml
  
  # create service
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/adminserver/adminserver.svc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/jobservice/jobservice.svc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/mysql/mysql.svc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/registry/registry.svc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/ui/ui.svc.yaml
  
  # create k8s deployment/statefulset
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/adminserver/adminserver.rc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/registry/registry.rc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/mysql/mysql.rc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/jobservice/jobservice.rc.yaml
  $ kubectl apply -f make/kubernetes/ui/ui.rc.yaml

上面的相关yaml 文件执行完成后，我们就可以通过traefik ingress给上面的ui绑定一个域名:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: traefik-ops
  namespace: kube-ops
spec:
  rules:
  - host: hub.local
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: ui
          servicePort: 80
      - path: /v2/
        backend:
          serviceName: registry
          servicePort: 5000

注意上面的v2的配置，要在客户端使用docker 命令操作的话就需要配置v2的转发

配置完成后我们就可以在本地使用docker命令进行登录了：

☁  ~  docker login -u admin hub.local
Password:
Login Succeeded

访问上面配置的域名就可以看到Harbor的dashboard 页面了：

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