K8S Harbor - 技术栈

Harbor是一个由VMware公司开源的企业级Docker Registry项目，旨在帮助用户迅速搭建一个企业级的Docker Registry服务。

简介

定义：Harbor是一个由VMware公司开源的企业级Docker Registry，用于存储、签名和扫描内容。它提供了安全的、基于角色的访问控制和复制策略，以满足企业级需求。
功能：Harbor在Docker Registry的基础上增加了许多企业级的功能，如用户界面、基于角色的访问控制、AD/LDAP集成、审计日志、镜像复制等。这些功能使得Harbor成为管理Docker镜像的理想选择。
架构：Harbor由多个组件组成，包括Proxy、UI（Core Service）、API、Auth、Token服务、Registry、Admin Service、Job Service、Log Collector、Vulnerability Scanning和Notary等。这些组件共同协作，提供全面的镜像管理服务。

特点与优势

图形界面：Harbor提供了图形管理UI，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，操作直观便捷。
基于角色的访问控制（RBAC）：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，提高了系统的安全性。
AD/LDAP集成：Harbor可以集成企业内部已有的AD/LDAP，用于对已经存在的用户进行认证和管理，便于企业内部用户的统一管理。
审计日志：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，增强了系统的可追踪性和安全性。
镜像复制：镜像可以在多个Harbor实例之间进行复制（同步），支持高可用性和数据备份。
RESTful API：提供RESTful API，使得与其它管理软件集成变得更容易。

架构与组件

Harbor的架构主要由以下几个组件构成：

Proxy（反向代理）：由Nginx服务器组成，提供API路由功能，将来自浏览器和Docker客户端的请求转发到各种后端服务。
Registry（注册中心）：负责存储镜像文件，并处理镜像的pull/push命令。Harbor对镜像进行强制的访问控制，Registry会将客户端的每个pull、push请求转发到Token服务来获取有效的Token。
Core services（核心服务）：提供Harbor的主要功能，包括API服务器、令牌服务、中间件、API处理程序等。
Database（数据库）：存储Harbor模型的相关元数据，如项目、用户、角色、复制策略、标签保留策略等。Harbor采用PostgreSQL作为数据库。
Log collector（日志收集器）：负责将其他模块的日志收集到一个地方，便于日志的集中管理和分析。
Job services（作业服务）：负责镜像复制等异步任务的处理。
K-V存储：由Redis组成，提供数据缓存功能，并支持为作业服务临时持久化作业元数据。

K8S Harbor结合使用

优势：K8S与Harbor结合使用，可以使容器化应用的部署和管理更加灵活、高效。Harbor作为私有镜像仓库，可以提供快速的镜像拉取速度，同时保证镜像的安全性和可控性。K8S则负责自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。
流程：

部署Harbor仓库：在Kubernetes集群外部或内部部署Harbor仓库，并配置好相关的网络和存储。
配置Kubernetes集群以使用Harbor仓库：在Kubernetes集群的节点上配置Docker daemon以使用Harbor仓库作为镜像源。
在Harbor中上传和管理Docker镜像：将需要部署到Kubernetes集群的Docker镜像上传到Harbor仓库，并进行管理和维护。
在Kubernetes中部署应用：通过Kubernetes的Deployment、StatefulSet等资源定义，引用Harbor仓库中的镜像来部署应用。

部署

一、环境

硬件与软件要求：

确保有足够的硬件资源来支持Kubernetes集群和Harbor的运行。
在所有节点上安装Docker，并确保Docker版本与Kubernetes和Harbor兼容。
安装Kubernetes集群，并确保集群状态健康。

网络配置：

配置好集群的网络，确保节点间可以相互通信。
如果Harbor部署在集群外部，需要确保Kubernetes集群可以访问Harbor仓库的网络地址。

存储准备：

为Harbor准备足够的存储空间，用于存储Docker镜像。
可以使用云存储、NAS或其他类型的存储解决方案。

二、部署

下载Harbor安装包：

从Harbor的官方GitHub仓库或官方网站下载最新版本的Harbor安装包。

配置Harbor：

修改Harbor的配置文件（如harbor.yml），设置Harbor的基本信息、存储配置、数据库配置、认证方式等。
如果需要，可以配置HTTPS访问和TLS证书。

安装Harbor：

使用提供的安装脚本或Docker Compose文件来安装Harbor。
根据安装脚本的提示完成安装过程。

验证安装：

安装完成后，访问Harbor的Web界面，验证Harbor是否成功部署并运行。

三、高可用

Harbor的高可用方案主要有两种：

基于共享存储的高可用：通过依赖共享存储来保存镜像数据，确保在多个Harbor实例之间数据的一致性。
基于镜像同步的高可用：通过配置Harbor实例之间的镜像复制规则，实现镜像的同步和备份，提高系统的可用性和容错能力。

四、K8S 集成

优势：K8S与Harbor结合使用，可以使容器化应用的部署和管理更加灵活、高效。Harbor作为私有镜像仓库，可以提供快速的镜像拉取速度，同时保证镜像的安全性和可控性。K8S则负责自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。
流程
1. 配置Kubernetes以使用Harbor：
- 在Kubernetes集群的节点上配置Docker daemon，将Harbor仓库地址添加到Docker的镜像源列表中。
- 可以通过修改/etc/docker/daemon.json文件来实现。
1. 创建Kubernetes Secret：
- 如果Harbor配置了认证，需要在Kubernetes中创建一个包含Harbor认证信息的Secret。
- 使用kubectl create secret docker-registry命令来创建Secret。
1. 部署应用：
- 在Kubernetes中部署应用时，指定Harbor仓库中的镜像作为应用的容器镜像。
- 使用kubectl apply -f命令来部署应用。

维护与优化

定期备份：

定期备份Harbor仓库中的镜像和数据，以防止数据丢失。

监控与日志：

配置Harbor和Kubernetes的监控与日志系统，以便及时发现并解决问题。

性能优化：

根据实际使用情况调整Harbor和Kubernetes的配置，以优化性能和资源利用率。

注意事项:

安全性：在使用Harbor作为私有镜像仓库时，需要注意镜像的安全性和来源可靠性。建议开启Harbor的镜像扫描功能，对上传的镜像进行安全扫描。

稳定性：Harbor的稳定性和性能对Kubernetes集群的部署和管理至关重要。因此，在部署Harbor时需要考虑其资源需求和扩展性。

备份与恢复：定期备份Harbor仓库中的镜像和数据，以防止数据丢失或损坏。同时，需要制定灾难恢复计划，以应对可能的故障和灾难情况。
K8S Harbor是一个强大的解决方案，它结合了Kubernetes的自动化部署、扩展和管理能力与Harbor的企业级Docker Registry功能，为容器化应用的部署和管理提供了全面的支持。通过合理使用K8S Harbor，可以显著提高容器化应用的开发、测试和部署效率，同时保证应用的安全性和稳定性。