使用 Helm 部署 Harbor 并配置为 Docker 和 Helm Chart 仓库

前言

在现代云原生应用开发中，容器镜像和 Helm Chart 的高效管理变得至关重要。Harbor 是一个开源的企业级 Docker Registry 管理项目，提供了权限管理、镜像漏洞扫描、镜像复制等功能。结合 Helm 这个 Kubernetes 的包管理工具，我们可以轻松地在 Kubernetes 集群中部署和管理 Harbor。

本文将详细介绍如何安装 Helm，使用 Helm 部署 Harbor，并配置 Docker 和 Helm 客户端使用 Harbor 作为镜像和 Chart 仓库。

1. Helm 介绍与安装

什么是 Helm？

Helm 是 Kubernetes 的包管理器，类似于 Ubuntu 的 apt 或 CentOS 的 yum。它允许开发者和运维人员轻松地查找、共享和使用为 Kubernetes 构建的应用程序。

Helm 使用称为 Chart 的包装格式，Chart 是描述一组相关 Kubernetes 资源的文件集合。通过 Helm，您可以：

简化 Kubernetes 应用程序的部署和管理
轻松实现应用程序的版本控制
共享应用程序配置模板
管理应用程序的依赖关系

安装 Helm

Helm 的安装非常简单，只需执行以下命令：

bash 复制代码

# 下载并安装 Helm
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

# 验证安装
helm version

这条命令会下载最新的 Helm 版本并自动安装。安装完成后，您可以通过 helm version 命令验证安装是否成功。

2. 安装和配置 kubectl

kubectl 是 Kubernetes 命令行工具，允许您对 Kubernetes 集群运行命令。我们需要安装 kubectl 以便与 Kubernetes 集群交互。

配置 Kubernetes 仓库并安装 kubectl

bash 复制代码

# 创建 Kubernetes 仓库配置文件
cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

# 安装指定版本的 kubectl
yum install -y kubectl-1.18.0

# 验证安装
kubectl version --client

配置集群访问权限

为了让 Helm 能够与 Kubernetes API Server 交互，我们需要将集群的认证配置复制到 Helm 所在的主机：

bash 复制代码

# 在 Kubernetes Master 节点上执行
scp .kube/config root@helm_ip:~/.kube/config

请将 helm_ip 替换为实际运行 Helm 的主机 IP 地址。此操作会将 Kubernetes 集群的访问配置复制到 Helm 主机，使 Helm 能够管理集群资源。

3. 使用 Helm 部署 Harbor

添加 Harbor Helm 仓库

首先，我们需要将 Harbor 的 Helm 仓库添加到本地：

bash 复制代码

# 添加 Harbor Helm 仓库
helm repo add harbor https://helm.goharbor.io

# 更新仓库信息
helm repo update

创建持久化存储

Harbor 需要持久化存储来保存镜像、Chart 和数据库等数据。我们需要创建相应的持久卷（Persistent Volume）。

创建存储目录

bash 复制代码

# 创建存储目录
mkdir -p /usr/data/k8spv
chmod 777 /usr/data/k8spv

创建持久卷配置文件

创建 harbor-pv.yaml 文件并添加以下内容：

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: harbor-pv-registry
  labels:
    app: harbor
    component: registry
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /usr/data/k8spv/registry
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - k8s-node1
          - k8s-node2
          - k8s-node3
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: harbor-pv-database
  labels:
    app: harbor
    component: database
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /usr/data/k8spv/database
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - k8s-node1
          - k8s-node2
          - k8s-node3
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: harbor-pv-chartmuseum
  labels:
    app: harbor
    component: chartmuseum
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /usr/data/k8spv/chartmuseum
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - k8s-node1
          - k8s-node2
          - k8s-node3
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: harbor-pv-jobservice
  labels:
    app: harbor
    component: jobservice
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /usr/data/k8spv/jobservice
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - k8s-node1
          - k8s-node2
          - k8s-node3
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: harbor-pv-redis
  labels:
    app: harbor
    component: redis
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /usr/data/k8spv/redis
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - k8s-node1
          - k8s-node2
          - k8s-node3
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: harbor-pv-trivy
  labels:
    app: harbor
    component: trivy
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /usr/data/k8spv/trivy
  nodeAffinity:
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - k8s-node1
          - k8s-node2
          - k8s-node3

应用持久卷配置：

bash 复制代码

kubectl apply -f harbor-pv.yaml

自定义 Harbor 配置

获取默认的 Harbor 配置值：

bash 复制代码

helm show values harbor/harbor --version 1.10.0 > harbor-values.yaml

编辑 harbor-values.yaml 文件，修改以下关键配置：

yaml 复制代码

# 设置管理员密码
harborAdminPassword: "Harbor12345"

# 设置外部访问地址，替换 <NODE_IP> 为实际节点 IP
externalURL: http://<NODE_IP>:30001

# 禁用 TLS
tls:
  enabled: false

# 修改存储类配置，为每个组件添加选择器
registry:
  storageClass: "local-storage"
  selector:
    matchLabels:
      component: registry

jobservice:
  jobLog:
    storageClass: "local-storage"
    selector:
      matchLabels:
        component: jobservice

database:
  storageClass: "local-storage"
  selector:
    matchLabels:
      component: database

redis:
  storageClass: "local-storage"
  selector:
    matchLabels:
      component: redis

trivy:
  storageClass: "local-storage"
  size: 1Gi
  selector:
    matchLabels:
      component: trivy

安装 Harbor

使用 Helm 安装 Harbor：

bash 复制代码

# 创建命名空间
kubectl create namespace harbor

# 安装 Harbor
helm install my-harbor harbor/harbor --version 1.10.0 -n harbor -f harbor-values.yaml

等待所有 Pod 启动完成：

bash 复制代码

# 查看 Pod 状态
kubectl get pods -n harbor

# 查看服务状态
kubectl get svc -n harbor

安装完成后，您可以通过 http://<NODE_IP>:30001 访问 Harbor Web 界面，使用用户名 admin 和密码 Harbor12345 登录。

4. 配置 Docker 使用 Harbor 仓库

配置 Docker Daemon

为了让 Docker 能够与 Harbor 通信，我们需要配置 Docker Daemon 信任 Harbor 的私有仓库：

bash 复制代码

# 编辑 Docker Daemon 配置
vim /etc/docker/daemon.json

添加以下内容（如果文件已存在，请将新内容合并到现有配置中）：

json 复制代码

{
  "insecure-registries": ["<NODE_IP>:30001"]
}

请将 <NODE_IP> 替换为实际运行 Harbor 的节点 IP 地址。

重启 Docker 服务使配置生效：

bash 复制代码

# 重新加载 Daemon 配置
systemctl daemon-reload

# 重启 Docker
systemctl restart docker

登录 Harbor 仓库

使用 Docker 登录 Harbor：

bash 复制代码

# 登录 Harbor
docker login <NODE_IP>:30001

# 输入用户名和密码
Username: admin
Password: Harbor12345

推送和拉取镜像

现在您可以推送镜像到 Harbor：

bash 复制代码

# 标记镜像
docker tag nginx:latest <NODE_IP>:30001/library/nginx:latest

# 推送镜像
docker push <NODE_IP>:30001/library/nginx:latest

# 拉取镜像
docker pull <NODE_IP>:30001/library/nginx:latest

5. 配置 Helm 使用 Harbor Chart 仓库

添加 Harbor 作为 Helm Chart 仓库

Harbor 不仅可以作为 Docker 镜像仓库，还可以作为 Helm Chart 仓库使用。

bash 复制代码

# 添加 Harbor 作为 Helm 仓库
helm repo add harbor http://<NODE_IP>:30001/chartrepo/library

# 更新仓库信息
helm repo update

推送 Chart 到 Harbor

首先，安装 Helm push 插件：

bash 复制代码

# 安装 Helm push 插件
helm plugin install https://github.com/chartmuseum/helm-push

推送 Chart 到 Harbor：

bash 复制代码

# 创建一个示例 Chart
helm create my-chart

# 打包 Chart
helm package my-chart

# 推送 Chart 到 Harbor
helm push my-chart-0.1.0.tgz harbor --username=admin --password=Harbor12345

从 Harbor 安装 Chart

现在您可以从 Harbor 安装 Chart：

bash 复制代码

# 搜索 Chart
helm search repo harbor

# 安装 Chart
helm install my-release harbor/my-chart --version 0.1.0

6. Harbor 高级配置

配置认证和授权

Harbor 支持多种认证方式，包括本地数据库、LDAP 和 OIDC。您可以在 Harbor Web 界面的"系统管理" -> "认证模式"中配置。

配置镜像复制

Harbor 支持在不同 Harbor 实例之间复制镜像，可以在"系统管理" -> "复制管理"中配置复制规则。

配置漏洞扫描

Harbor 集成了 Trivy 和 Clair 等漏洞扫描工具，可以在"项目" -> 选择项目 -> "扫描器"中配置。

7. 故障排除

常见问题

Pod 无法启动
- 检查持久卷是否正确创建和绑定
- 查看 Pod 日志：kubectl logs <pod-name> -n harbor
无法访问 Harbor
- 检查服务是否正常暴露：kubectl get svc -n harbor
- 检查防火墙规则是否允许相应端口
Docker 无法推送镜像
- 检查 Docker Daemon 配置是否正确
- 确认已登录到 Harbor：docker login <NODE_IP>:30001
Helm 无法推送 Chart
- 确认已安装 Helm push 插件
- 检查 Harbor 的 Chart 仓库功能是否启用

查看日志

如果遇到问题，可以查看相关组件的日志：

bash 复制代码

# 查看 Harbor 核心组件日志
kubectl logs -l app=harbor,component=core -n harbor

# 查看注册表日志
kubectl logs -l app=harbor,component=registry -n harbor

# 查看数据库日志
kubectl logs -l app=harbor,component=database -n harbor

总结

通过本文，我们学习了：

Helm 的安装与介绍：了解了 Helm 的基本概念和安装方法
kubectl 的安装与配置：配置了 Kubernetes 命令行工具
Harbor 的 Helm 部署：使用 Helm 在 Kubernetes 集群中部署 Harbor
持久化存储配置：为 Harbor 各个组件配置了持久化存储
Docker 仓库配置：配置 Docker 使用 Harbor 作为私有镜像仓库
Helm Chart 仓库配置：配置 Helm 使用 Harbor 作为 Chart 仓库
镜像和 Chart 管理：学习了如何推送和拉取镜像与 Chart

Harbor 作为一个企业级的容器镜像仓库，提供了丰富的功能和完善的权限管理。结合 Helm 的部署和管理，我们可以在 Kubernetes 环境中轻松搭建一套完整的镜像和 Chart 管理平台。

下一步建议：

配置 HTTPS 访问以提高安全性
设置定期备份和恢复策略
集成 CI/CD 流水线，实现自动化的镜像构建和部署
配置监控和告警，确保 Harbor 的高可用性

相关资源：

希望本文对您部署和使用 Harbor 有所帮助！如有任何问题，欢迎在评论区留言讨论。