Docker（七）---Docker仓库公有仓库私有仓库的创建用户的认证加密详解

喜欢ヅ旅行 2023-07-24 02:18 99阅读 0赞

### Docker仓库 ###

*  一、仓库是什么
 *  二、Docker registry工作原理
 *   *  情景A：用户要获取并下载镜像。
     *  情景B：用户要推送镜像到registry中。
     *  情景C：用户要从index或registry中删除镜像。
 *  三、Docker Hub
 *   *  注册
     *  登录
     *  镜像分类
     *  推送镜像
     *  自动构建
 *  四、创建私有仓库
 *   *  容器运行
     *  在私有仓库搜索、上传、下载镜像
     *   *  本地上传，下载镜像
         *  远程主机上传下载镜像
 *  五、 为docker仓库添加加密功能
 *   *  仓库配置
     *  客户端配置
     *  本机测试
     *  远程主机测试
 *  六、 为docker仓库添加认证功能
 *   *  仓库配置
     *  测试

# 一、仓库是什么 #

仓库（Repository）就是存放镜像的地方。类似于 Node 的 npm； Python 的 PyPi。

注册服务器（Registry）的概念比较容易与仓库混淆。实际上注册服务器是用来管理仓库的服务器，一个服务器上可以存在多个仓库，而每个仓库下可以有多个镜像。

例如对于仓库地址 hub.dockerpool.com/nginx 来说，hub.dockerpool.com 是注册服务器的地址，nginx 是仓库名。

# 二、Docker registry工作原理 #

一次docker pull 或 push背后发生的事情  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1ODg3NTQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

index服务主要提供镜像索引以及用户认证的功能。当下载一个镜像的时候，首先会去index服务上做认证，然后查找镜像所在的registry的地址并放回给docker客户端，docker客户端再从registry下载镜像，在下载过程中registry会去index校验客户端token的合法性，不同镜像可以保存在不同的registry服务上，其索引信息都放在index服务上。

**Docker Registry有三个角色，分别是index、registry和registry client。**

*  **index**

> 负责并维护有关用户帐户、镜像的校验以及公共命名空间的信息。  
> Web UI  
> 元数据存储  
> 认证服务  
> 符号化

*  **registry**

> 是镜像和图表的仓库，它不具有本地数据库以及不提供用户认证，通过Index Auth service的Token的方式进行认证。

*  **Registry Client**

> Docker充当registry客户端来维护推送和拉取，以及客户端的授权。

接下来介绍几个情景：

## 情景A：用户要获取并下载镜像。 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1ODg3NTQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

情景A:具体工作流程如下:
    
    用户发送请求到index来下载镜像。
    index 响应返回三个相关部分信息:
    该镜像位于的registry
    该镜像包括所有层的校验
    以授权目的Token
    用户通过响应中返回的Token和registry沟通,registry全权负责镜像,它存
    储基本的镜像和继承的层。
    registry现在要与index证实该token是被授权的。
    index会发送“true” 或者 “false”给registry,由此允许用户下载所需要的镜像。

## 情景B：用户要推送镜像到registry中。 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1ODg3NTQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

情景B:具体工作流程如下:

用户发送带证书请求到index要求分配库名。
    在成功认证,命名空间可用以及库名被分配之后。index响应返回临时的token。
    镜像连带token,一起被推送到registry中。
    registry与index证实token,然后在index验证之后开始读取推送流。
    该index然后更新由Docker生成的镜像校验。

## 情景C：用户要从index或registry中删除镜像。 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1ODg3NTQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

情景C:具体工作流程如下:
    
        index接收来自Docker一个删除库的信号。
        如果index验证库成功,它将删除该库,并返回一个临时token。
        registry现在接收到带有该token的删除信号。
        registry与index核实该token,然后删除库以及所有相关信息。
        Docker现在通知有关删除的index,然后index移除库的所有记录

# 三、Docker Hub #

**目前 Docker 官方维护的一个公共仓库**，大部分需求我们都可以从 Docker Hub 中直接下载镜像来实现。

## 注册 ##

我们可以在 [https://hub.docker.com/][https_hub.docker.com] 注册一个 Docker 账号。

## 登录 ##

可以通过 docker login 命令在终端输入用户名及密码来完成 Docker Hub 的登录。

我们也可以通过 docker logout 退出登录。

## 镜像分类 ##

通过上一篇文章可以知道，使用 docker search 搜索镜像时，搜索出来可以看到下面的镜像列表。

[root@server1 ~]# docker search nginx
    NAME                              DESCRIPTION                                     STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
    nginx                             Official build of Nginx.                        12036               [OK]
    jwilder/nginx-proxy               Automated Nginx reverse proxy for docker con…   1671                                    [OK]
    richarvey/nginx-php-fpm           Container running Nginx + PHP-FPM capable of…   742                                     [OK]
    linuxserver/nginx                 An Nginx container, brought to you by LinuxS…   78
    bitnami/nginx                     Bitnami nginx Docker Image                      71                                      [OK]
    tiangolo/nginx-rtmp               Docker image with Nginx using the nginx-rtmp…   56                                      [OK]
    nginxdemos/hello                  NGINX webserver that serves a simple page co…   28                                      [OK]
    jlesage/nginx-proxy-manager       Docker container for Nginx Proxy Manager        24                                      [OK]
    jc21/nginx-proxy-manager          Docker container for managing Nginx proxy ho…   24
    nginx/nginx-ingress               NGINX Ingress Controller for Kubernetes         22
    privatebin/nginx-fpm-alpine       PrivateBin running on an Nginx, php-fpm & Al…   18                                      [OK]
    schmunk42/nginx-redirect          A very simple container to redirect HTTP tra…   17                                      [OK]
    blacklabelops/nginx               Dockerized Nginx Reverse Proxy Server.          12                                      [OK]

根据是否是官方提供，可以将镜像分为两类。

一类是类似 `nginx` 这样的镜像，被称为基础镜像或跟镜像。这些基础镜像由 Docker 公司创建、验证、支持、提供。**这样的镜像往往使用单个单词作为名字**。

还有一种类型，比如 `cl82/nginx` 镜像，它是由 Docker Hub 的注册用户创建并维护的，往往带有用户名称前缀。可以通过前缀 username/ 来指定使用某个用户提供的镜像，比如 feiben 用户。

## 推送镜像 ##

用户登录后可以通过 docker push 命令来把自己的镜像推送到 Docker Hub，例如将 nginx 镜像改成我们自己的镜像，然后推送到 Docker Hub。

首先通过 docker pull nginx 将 nginx 镜像下载到本地。

给 nginx 添加标签 :

[root@server1 ~]# docker tag nginx:latest cl82/nginx
    [root@server1 ~]# docker images 
    REPOSITORY                        TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    cl82/nginx                        latest              ed21b7a8aee9        8 days ago          127MB
    nginx                             latest              ed21b7a8aee9        8 days ago          127MB

将自己的镜像推送到 Docker Hub

[root@server1 ~]# docker push cl82/nginx
    The push refers to repository [docker.io/cl82/nginx]
    d37eecb5b769: Mounted from library/nginx 
    99134ec7f247: Mounted from library/nginx 
    c3a984abe8a8: Mounted from library/nginx 
    latest: digest: sha256:7ac7819e1523911399b798309025935a9968b277d86d50e5255465d6592c0266 size: 948

稍等片刻，我们就可以搜索出推送的镜像了

[root@server1 ~]# docker search cl82
    NAME                DESCRIPTION         STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
    cl82/nginx                              0

## 自动构建 ##

我们可以通过 Docker Hub 指定跟踪一个目标网站（支持 GitHub 或 BitBucket）上的项目，项目一旦有新的提交或者创建了新标签，将会触发 Docker Hub 自动构建镜像并推送到 Docker Hub中。

设置自动构建的步骤如下：

登录 Docker Hub
    点击头像，选择 Account Setting 再选择 Linked Accounts 管理账号
    在 Docker Hub 中新建或选择已有的仓库，在 Builds 选项卡中选择 Configure Automated Builds
    选取一个目标网站中的项目（需要含 Dockerfile）和分支
    指定 Dockerfile 的位置，并保存

完成自动构建配置之后，指定的分支一旦提交代码就会触发自动构建，我们可以在仓库页面的 Timeline 选项卡中查看每次构建的状态。

除了 Docker Hub 的自动构建外，我们也可以使用 Travis CI 等持续集成工具来实现自动构建。

# 四、创建私有仓库 #

![在这里插入图片描述][20200408172449617.png]  
公司的项目一般不予许我们上传到 Docker Hub 这类的公共仓库中，所有学会创建一个私有仓库也是非常必要的。

## 容器运行 ##

我们可以通过获取官方的 registry 镜像来运行。

[root@server1 ~]# docker pull registry

docker run -d -p 5000:5000 --restart=always --name registry registry

这将使用官方提供的 registry 镜像来启动私有仓库。默认情况下，仓库会被创建在容器的 /var/lib/registry 目录下。我们可以通过 -v 参数将镜像文件存放在本地的指定路径。

[root@server1 ~]# docker run -d \
    > -p 5000:5000 \
    > -v /opt/data/registry:/var/lib/registry \
    > --restart=always \
    > registry

这时我们可以通过浏览器访问 http://domain:5000/v2/\_catalog 查看仓库是否启动成功。

*  其中 domain 是你的域名或 ip 地址，下文中的 domain 同理。也可以编辑解析文件/etc/hosts，有解析时domain就可以换成域名。

## 在私有仓库搜索、上传、下载镜像 ##

### 本地上传，下载镜像 ###

首先使用 docker tag 将本地的 nginx 镜像添加标签

[root@server1 ~]# docker tag nginx:latest localhost:5000/nginx:latest

接下来就可以使用 docker push 命令将镜像推送到我们的私有仓库中

[root@server1 ~]# docker push localhost:5000/nginx
    The push refers to repository [localhost:5000/nginx]
    d37eecb5b769: Pushed 
    99134ec7f247: Pushed 
    c3a984abe8a8: Pushed 
    latest: digest: sha256:7ac7819e1523911399b798309025935a9968b277d86d50e5255465d6592c0266 size: 948

将本地的镜像删除之后测试下载：

[root@server1 ~]# docker rmi localhost:5000/nginx:latest 
    Untagged: localhost:5000/nginx:latest
    Untagged: localhost:5000/nginx@sha256:7ac7819e1523911399b798309025935a9968b277d86d50e5255465d6592c0266

[root@server1 ~]# docker pull localhost:5000/nginx
    Using default tag: latest
    latest: Pulling from nginx
    Digest: sha256:7ac7819e1523911399b798309025935a9968b277d86d50e5255465d6592c0266
    Status: Downloaded newer image for localhost:5000/nginx:latest
    localhost:5000/nginx:latest

下载完成。

### 远程主机上传下载镜像 ###

准备一台虚拟机（server2：172.25.63.2）安装好docker

首先尝试拉取server1仓库中的镜像：

[root@server2 ~]# docker pull 172.25.63.1:5000/nginx
    Using default tag: latest
    Error response from daemon: Get https://172.25.63.1:5000/v2/: http: server gave HTTP response to HTTPS client

出现上面的提示时，说明拉取失败了。因为 Docker 默认使用 HTTPS 的方式推送镜像。我们可以通过 Docker 的配置来取消这个限制。  
对于 Linux 系统，我们可以在 /etc/docker/deamon.json （deamon.josn 文件不存在则新建该文件）添加下面的配置，表示走非加密通道：

[root@server2 ~]# cat /etc/docker/daemon.json 
    { 
    "insecure-registries": ["reg.westos.org:5000"]
    }
    
    [root@server2 ~]# systemctl daemon-reload 
    [root@server2 ~]# systemctl restart docker

注意如果在文件中填写域名一定要做解析。

设置完成后再使用上面的命令进行拉取就可以成功。除了上面这种方式外，我们也可以将私有仓库的地址配置成支持 HTTPS 访问的，下一部分我们展开来讲。

[root@server2 ~]# docker pull reg.westos.org:5000/nginx
    Using default tag: latest
    latest: Pulling from nginx
    c499e6d256d6: Pull complete 
    74cda408e262: Pull complete 
    ffadbd415ab7: Pull complete 
    Digest: sha256:7ac7819e1523911399b798309025935a9968b277d86d50e5255465d6592c0266
    Status: Downloaded newer image for reg.westos.org:5000/nginx:latest
    reg.westos.org:5000/nginx:latest

# 五、 为docker仓库添加加密功能 #

## 仓库配置 ##

生成证书：

[root@server1 ~]# mkdir -p certs
    [root@server1 ~]# openssl req -newkey rsa:4096 -nodes -sha256 -keyout certs/reg.westos.org.key -x509 -days 365 -out certs/reg.westos.org.crt

填写信息后打开certs目录即可看到证书：

[root@server1 ~]# cd certs/
    [root@server1 certs]# ls
    reg.westos.org.crt  reg.westos.org.key

注意要求在server1中做解析。  
下一步我们需要运行registry，运行之前需要关闭上个实验所运行的容器：

[root@server1 certs]# docker rm -f registry			#删除容器
    registry
    [root@server1 certs]# docker volume prune			#删除卷
    WARNING! This will remove all local volumes not used by at least one container.
    Are you sure you want to continue? [y/N] y
    Deleted Volumes:
    4b6a8739615b4eb56ee8a940ca774242efc01dddcc3e24d8f6383688dff69569
    cfd3c38ef73b58b09e9d79e45de6780fe16da3e15bfa498dc5a43fd06aa81782
    
    Total reclaimed space: 51.02MB

运行容器：

[root@server1 certs]# cd
    [root@server1 ~]# docker run -d --name registry -v "$(pwd)"/certs:/certs -v /opt/registry:/var/lib/registry -e REGISTRY_HTTP_ADDR=0.0.0.0:443 -e REGISTRY_HTTP_TLS_CERTIFICATE=/certs/reg.westos.org.crt -e REGISTRY_HTTP_TLS_KEY=/certs/reg.westos.org.key -p 443:443   registry

查看运行状态：

[root@server1 ~]# docker ps
    CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                            NAMES
    34b75ec2d1ec        registry            "/entrypoint.sh /etc…"   3 minutes ago       Up 3 minutes        0.0.0.0:443->443/tcp, 5000/tcp   registry

## 客户端配置 ##

将证书复制给每一个客户端：  
这里以本机为例：

mkdir /etc/docker/certs.d/			#这个目录不可以改动
    cd /etc/docker/certs.d/
    mkdir reg.westos.org
    cd reg.westos.org/						#需要访问的仓库主机名
    cp ~/certs/reg.westos.org.crt .			#将证书复制到指定目录
    mv reg.westos.org.crt ca.crt			#必须要命名为ca.crt

## 本机测试 ##

测试上传镜像：

[root@server1 ~]# docker tag ubuntu:latest reg.westos.org/ubuntu
    [root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/ubuntu
    The push refers to repository [reg.westos.org/ubuntu]
    16542a8fc3be: Layer already exists 
    6597da2e2e52: Layer already exists 
    977183d4e999: Layer already exists 
    c8be1b8f4d60: Layer already exists 
    latest: digest: sha256:e5dd9dbb37df5b731a6688fa49f4003359f6f126958c9c928f937bec69836320 size: 1152

上传成功，上传成功后可以查看容器挂载目录：

[root@server1 ~]# cd /opt/registry/
    [root@server1 registry]# ls
    docker

## 远程主机测试 ##

测试之前需要确保远程主机的指定目录有证书信息：

[root@server2 ~]# cd /etc/docker/certs.d/reg.westos.org/ 
    [root@server2 reg.westos.org]# ls
    ca.crt

此时在server2测试访问，测试之前删除server2之前设置的非加密配置信息：

[root@server2 ~]# cd /etc/docker/
    [root@server2 docker]# rm -f daemon.json

测试拉取：

[root@server2 ~]# docker pull reg.westos.org/ubuntu
    Using default tag: latest
    latest: Pulling from ubuntu
    5bed26d33875: Pull complete 
    f11b29a9c730: Pull complete 
    930bda195c84: Pull complete 
    78bf9a5ad49e: Pull complete 
    Digest: sha256:e5dd9dbb37df5b731a6688fa49f4003359f6f126958c9c928f937bec69836320
    Status: Downloaded newer image for reg.westos.org/ubuntu:latest
    reg.westos.org/ubuntu:latest

拉取成功。

# 六、 为docker仓库添加认证功能 #

## 仓库配置 ##

建立认证目录和认证用户：

[root@server1 ~]# mkdir auth		#建立认证文件目录
    [root@server1 ~]# docker run --rm --entrypoint htpasswd registry -Bbn cl westos > auth/htpasswd			#将用户填入认证文件
    [root@server1 ~]# docker run --rm --entrypoint htpasswd registry -Bbn admin redhat >> auth/htpasswd
    [root@server1 ~]# cat auth/htpasswd 		#查看认证文件
    cl:$2y$05$69YorsVhTtQoVEy9lcK1HuvP60oILY7Tu5LCSDODdExz6aU1pixvm
    
    admin:$2y$05$s8n0yELcYcj6mJFOfq/kc.n9o1zAWwN9lt16jVbYOm3j1MGLwq3pS
    [root@server1 ~]# docker rm -f registry 		#删除之前实验运行的容器
    registry
    [root@server1 ~]# docker run -d --name registry -v "$(pwd)"/certs:/certs -v /opt/registry:/var/lib/registry -v "$(pwd)"/auth:/auth -e REGISTRY_HTTP_ADDR=0.0.0.0:443 -e REGISTRY_HTTP_TLS_CERTIFICATE=/certs/reg.westos.org.crt -e REGISTRY_HTTP_TLS_KEY=/certs/reg.westos.org.key -e "REGISTRY_AUTH=htpasswd" -e "REGISTRY_AUTH_HTPASSWD_REALM=Registry Realm" -e REGISTRY_AUTH_HTPASSWD_PATH=/auth/htpasswd  -p 443:443   registry

上述最后一个命令是运行容器的命令。

## 测试 ##

在server1上传一个镜像(上传不需要登陆)：

[root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/base-debian10
    The push refers to repository [reg.westos.org/base-debian10]
    1d3b68b6972f: Layer already exists 
    de1602ca36c9: Layer already exists 
    latest: digest: sha256:732acc54362badaa64d9c01619020cf96ce240b97e2f1390d2a44cc22b9ba6a3 size: 737

之后在远程主机测试拉取镜像：

[root@server2 ~]# docker pull reg.westos.org/base-debian10
    Using default tag: latest
    Error response from daemon: Get https://reg.westos.org/v2/base-debian10/manifests/latest: no basic auth credentials

发现不能拉取，登陆后再进行拉取：

[root@server2 ~]# docker login reg.westos.org
    Username: cl		#输入刚才建立的用户名
    Password: 			#输入刚才建立的用户密码
    WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
    Configure a credential helper to remove this warning. See
    https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store
    
    Login Succeeded
    
    [root@server2 ~]# docker pull  reg.westos.org/base-debian10
    Using default tag: latest
    latest: Pulling from base-debian10
    cfb92865f5ba: Pull complete 
    8dd350b5e0d5: Pull complete 
    Digest: sha256:732acc54362badaa64d9c01619020cf96ce240b97e2f1390d2a44cc22b9ba6a3
    Status: Downloaded newer image for reg.westos.org/base-debian10:latest
    reg.westos.org/base-debian10:latest

发现拉取成功，即表示用户认证配置成功。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1ODg3NTQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/c78a277ce4c54ad7a14db01fc02a6391.png
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