【Docker从入门到入土 4】使用Harbor搭建Docker私有仓库
Harbor私有仓库
一、Harbor简介
1.1 什么是Harbor?
Harbor是一个由CNCF托管的开源的Docker镜像仓库管理工具，可以通过它快速的建立起自己的私有仓库。
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。
1.2 Harbor的特性
1）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。
2）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）。
3）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。
4）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。
5）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。
6）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。
7）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。
1.3 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。
1.4 Harbor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。
1）Proxy
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。
2）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。
3）Core services
Harbor的核心功能，主要提供以下3个服务
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。
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。
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。
4）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。
5）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。
6）Log collector（harbor-log）
负责收集其他组件的日志。
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。
1.4 Harbor 配置文件中的两类参数
关于 harbor.yml 配置文件中有两类参数：所需参数和可选参数
1.4.1 所需参数
这些参数需要在配置文件中设置。
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 192.168.2.103 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。
1.4.2 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.yml，只会在第一次启动 Harbor 时生效，随后对这些参数的更新，harbor.yml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。
二、Harbor部署
| Server | IP | Compoments |
|---|---|---|
| Harbor服务器 | 192.168.2.103 | docker-ce、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2 |
| Client服务器 | 192.168.2.106 | docker-ce |
2.1 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
#docker-compose执行文件
2.2 部署 Harbor 服务
Step1 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-v1.10.18.tgz
tar zxvf harbor-offline-installer-v1.10.18.tgz -C /usr/local/
Step2 修改harbor安装的配置文件
vim /usr/local/harbor/harbor.yml
--5行--修改，设置为Harbor服务器的IP地址或者域名
hostname = 192.168.2.103
--27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
Step3 启动 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。
cd /usr/local/harbor/
./prepare
./install.sh
Step4 查看 Harbor 启动镜像
cd /usr/local/harbor/
docker-compose ps
#相关命令
docker-compose up -d #启动
docker-compose stop #停止
docker-compose restart #重新启动
docker-compose down #删除
Step5 创建一个新项目
1）浏览器访问：http://192.168.2.103 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“myproject-test”，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
docker login [-u admin -p Harbor12345] http://127.0.0.1
#下载镜像进行测试
docker pull nginx
#将镜像打标签
#格式：docker tag 镜像:标签 仓库IP/项目名称/镜像名:标签
docker tag nginx:latest 127.0.0.1/myproject-test/nginx:v1
#上传镜像到 Harbor
docker push 127.0.0.1/myproject-test/nginx:v1
5）在 Harbor 界面 myproject-test目录下可看见此镜像及相关信息
Step6 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。
故障现象和原因
如果其他客户端登录到 Harbor，就会报错。
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，所以与私有镜像交互时出现以下错误。
#在其他客户端连接到harbor，会报错
docker login -u admin -p Harbor12345 http://192.168.2.103
故障解决方法
1）在 Docker 客户端修改Docker.service文件
解决办法：在 Docker server 启动的时候，增加启动参数，默认使用 HTTP 访问。
#编辑docker.service文件
vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
--13行--修改
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --insecure-registry 192.168.2.103 --containerd=/run/containerd/containerd.sock
或
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry 192.168.2.103
#重启 Docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
#再次登录 Harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 http://192.168.2.103
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
2）进行镜像下载测试
#下载镜像进行测试
docker pull 192.168.2.103/myproject-test/nginx:v1
3）进行镜像上传测试，登录到harbor web界面，查看镜像是否上传成功
先上传镜像
#上传镜像进行测试
#获取镜像
docker pull cirros
#加上标签
docker tag cirros:latest 192.168.2.103/myproject-test/cirros:v2
#上传到私有仓库
docker push 192.168.2.103/myproject-test/cirros:v2
登录到Harbor web界面
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。
三、Habor的管理和维护
3.1 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。
3.2 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“byyb-test1”，邮箱为“byyb-test1@byyb.com”，全名为“test1”，密码为“Abc123456”，注释为“管理员”（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byyb-test1 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
先使用普通账户登录harbor
#删除上述打标签的本地镜像
docker rmi 192.168.2.103/myproject-test/cirros:v2
#先退出当前用户，然后使用上述创建的账户 byyb-test1 登录
docker logout 192.168.2.103
docker login 192.168.2.103
或
docker login -u byyb-test1 -p Abc123456 http://192.168.2.103
进行镜像的上传和下载测试
#下载测试
docker pull 192.168.2.103/myproject-test/cirros:v2
#上传测试
docker tag cirros:latest 192.168.2.103/myproject-test/cirros:v3
docker push 192.168.2.103/myproject-test/cirros:v3
刷新web界面
3.3 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。
3.4 修改 harbor.yml 配置文件
更改 Harbor的配置文件中的可选参数的步骤：
1）先停止现有的 Harbor实例并更新 harbor.yml；
2）然后运行 prepare 脚本来填充配置；
3）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.yml #只能修改可选参数
#运行 prepare 脚本来填充配置
./prepare
#重新创建并启动 Harbor 的实例
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
3.5 迁移Harbor服务器容器
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-test
cd /data/registry/docker/registry/v2/repositories/myproject-test
tar zcvf byyb-registry.tar.gz ./*
#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
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