前言

云原生技术的兴起为企业数字化转型带来新的可能。作为云原生的要素之一，带来更为轻量级虚拟化的容器技术具有举足轻重的推动作用。Docker 的出现和兴起彻底带火了容器。其关键因素是 Docker 提供了使用容器的完整工具链，使得容器的上手和使用变得非常简单。工具链中的一个关键，就是定义了新的软件打包格式-容器镜像。镜像包含了软件运行所需要的包含基础 OS 在内的所有依赖，推送至运行时可直接启动。从镜像构建环境到运行环境，镜像的快速分发成为硬需求。同时，大量构建以及依赖的镜像的出现，也给镜像的维护管理带来挑战。镜像仓库的出现成为必然。

镜像构建之后可以推送至仓库储存和管理，运行时环境在有应用运行需求时，从仓库拉取特定的应用镜像来运行。镜像仓库作为镜像的分发媒介，可以实现特定的管理和访问控制机制。仓库作为镜像传输流动的主要媒介，成为云原生应用平台运转的核心要件。Docker 开源了其 registry 实现, 目前已经成为 CNCF 的沙箱项目Distribution。不过，Distribution 项目仅仅实现了对镜像存储的支持，对企业级的一些管理诉求并无法提供支持。

为了实现企业级镜像仓库的支持，Harbor 项目应运而生

一、Harbor的介绍

1、Harbor简介

Harbor 是 VMware 公司开源的企业级 Docker Registry 项目，其目标是帮助用户迅速搭建一个企业级的 Docker Registry 服务。

Harbor以 Docker 公司开源的 Registry 为基础，提供了图形管理 UI 、基于角色的访问控制(Role Based AccessControl) 、AD/LDAP 集成、以及审计日志(Auditlogging) 等企业用户需求的功能，同时还原生支持中文。

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。

2、Harbor的特性

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
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)
支持LDAP/AD: Harbor 可以集成企业内部有的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
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
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
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
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
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

3、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。

3.1 六个组件的详细介绍

●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。

●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。（存储镜像，进行验证）

●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。

●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。

●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。

●Log collector（harbor-log）: 负责收集其他组件的日志到一个地方。

3.2 六个组件的简单介绍

（1）Proxy

通过一个前置的反向代理统一接收浏览器、Docker 客户端的请
求，并将请求转发给后端不同的服务
这是一个反向代理组件

（2）Registry

负责储存 Docker 镜像
处理 docker push/pull 命令来上传和下载

（3）Core services

Harbor 的核心功能，包括UI、webhook、 token 服务
UI（harbor-ui）: 提供图形化界面
webhook：网站的一些服务功能
token：令牌，提供身份验证服务

（4）Database

为 core services 提供数据库服务
数据库记录镜像的元信息及用户的身份信息

（5）Log collector

负责收集其他组件的日志，以供然后进行分析
健康检查等

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。

二、Harbor的部署

1、环境准备

Harbor服务器 192.168.2.200 docker-ce、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

client服务器 192.168.2.66 docker-ce

2、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    #下载安装包，我这里直接传入下载的安装包
 
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
 
docker-compose -v

3、部署 Harbor 服务

3.1 下载或上传 Harbor 安装程序

wget http://harbor.orientsoft.cn/harbor-1.2.2/harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz   #下载安装包，我这里是之前已经传入下载的安装包
 
tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz -C /usr/local/

3.2 修改harbor安装的配置文件

vim /usr/local/harbor/harbor.cfg
--5行--修改，设置为Harbor服务器的IP地址或者域名
hostname = 192.168.2.200
--59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

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关于 Harbor.cfg 配置文件中有两类参数：所需参数和可选参数

1、所需参数：这些参数需要在配置文件 Harbor.cfg 中设置。如果用户更新它们并运行 install.sh 脚本重新安装 Harbour，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 192.168.80.10 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。如果共证处于启用状态，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。

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.cfg，只会在第一次启动 Harbor 时生效，随后对这些参数的更新，Harbor.cfg 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。

●harbour_admin_password：管理员的初始密码，只在 Harbour 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 Harbour 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，Harbour 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。
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4、启动 Harbor

cd /usr/local/harbor/
./install.sh

5、查看 Harbor 启动镜像

cd /usr/local/harbor/
docker-compose ps

6、创建一个新项目

（1）浏览器访问：http://192.168.2.200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“xkq”，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。

6.1 登录 Harbor

docker login [-u admin -p Harbor12345] http://127.0.0.1

6.2 下载镜像进行测试

docker pull nginx

6.3 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 redis:latest 127.0.0.1/xkq/redis:v1

6.4 上传镜像到 Harbor

docker push 127.0.0.1/xkq/redis:v1

6.5 在 Harbor 界面 xkq 目录下可看见此镜像及相关信息

7、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。如果其他客户端登录到 Harbor，就会报如下错误。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。

docker login -u admin -p Harbor12345 http://192.168.2.200

7.1 在 Docker 客户端配置操作

//解决办法是：在 Docker server 启动的时候，增加启动参数，默认使用 HTTP 访问。

解决办法是：
第一种：在Docker server启动的时候，增加启动参数，默认使用 HTTP 访问。
vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
--13行--修改
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --insecure-registry 192.168.2.200 --containerd=/run/containerd/containerd.sock
或
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry 192.168.2.200
第二种：vim /etc/ docker/daemon.json
{
"insecure-registries": ["192.168.2.200"],
#添加，注意用逗号结尾
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"]
}

7.2 重启 Docker，再次登录

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
docker login -u admin -p Harbor12345 http://192.168.2.200

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

7.3 下载镜像进行测试

docker pull 192.168.2.200/xkq/redis:v1

7.4 上传镜像进行测试

docker pull cirros
docker tag cirros:latest 192.168.2.200/xkq/cirros:v2
docker push 192.168.2.200/xkq/cirros:v2

7.5 刷新 Harbor 的 Web 管理界面进行查看，会发现xkq项目里面有两个镜像

三、维护管理Harbor

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。

2. 创建 Harbor 用户

2.1 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“zhangsan”，邮箱为“[email protected]”，全名为“zhangsan”，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。

2.2 添加项目成员

单击项目 ->xkq-> 成员 -> + 成员，填写上述创建的用户zhangsan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

2.3 在客户端上使用普通账户操作镜像

//删除上述打标签的本地镜像

docker rmi 192.168.2.200/xkq/cirros:v2

//先退出当前用户，然后使用上述创建的账户zhangsan 登录

docker logout 192.168.2.200
 
docker login 192.168.2.200
或
docker login -u zhangsan -p Abc123456 http://192.168.2.200

//下载和上传镜像进行测试

docker pull 192.168.2.200/xkq/cirros:v2
 
docker tag cirros:latest 192.168.2.200/xkq/cirros:v3
docker push 192.168.2.200/xkq/cirros:v3

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

4、修改 Harbor.cfg 配置文件

要更改 Harbour的配置文件中的可选参数时，请先停止现有的 Harbor实例并更新 Harbor.cfg；然后运行 prepare 脚本来填充配置；最后重新创建并启动 Harbour 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.cfg  #只能修改可选参数
 
./prepare
 
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

5、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

5.1 移除 Harbor 服务容器

cd /usr/local/harbor
docker-compose down -v

5.2 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/ly
cd /data/registry/docker/registry/v2/repositories/ly　　
tar zcvf ly.tar.gz ./*

6、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

再次关闭服务并开启服务，然后在查看web界面

Docker容器——harbor私有仓库部署与管理

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