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从docker-hub和docker-registry看优秀的后端服务设计实现

docker做的事情就是把整个应用、操作系统、配置打包成一个静态的镜像,这个镜像可以快速的启动关闭为一个动态的运行容器。但这种能力对单个人是没有很大意义的,我们需要有个地方把镜像存下来,然后用一个url或者链接分享给其他人。如果开一个公共的FTP让大家存镜像然后分享,每次传输全量文件,对客户端、服务端、用户启动都造成时间和流量的浪费。

作者:难易来源:开源中国|2015-01-12 10:49

开发者大赛路演 | 12月16日,技术创新,北京不见不散


需求

最近因为工作需要,开始研究docker-registry的实现和服务搭建。docker-registry是啥呢?就是目前很火的容器docker的镜像存储服务端。

或者这么说把,docker干的事情就是把整个应用、操作系统、配置打包成一个静态的镜像,这个镜像可以快速的启动关闭为一个动态的运行容器。但这种能力对单个人是没有很大意义的,我们需要有个地方把镜像存下来,然后用一个url或者链接分享给其他人。

如果是你,你会怎么设计?开一个公共的FTP让大家存镜像然后分享?这是个好主意,不过……docker的镜像有这么一个设定,就是一个镜像是由多层组成的,如果每次传输全量文件,对客户端、服务端、用户启动都造成时间和流量的浪费。

于是……

需求一:远程存储服务,上传和下载需要智能的识别对面有没有这层,如果两边的层的uuid一致,已经有的话,就不传了。

简单的根据名字上传下载,对人日常使用来说还不不够方便,还需要一个web界面,让人可以登陆、搜索、区分公共的镜像和私有的镜像,等等,这是人的需求,不是客户端程序的需求。

需求二:web界面,支持搜索

每个镜像层的大小约为几十M到几百M之间,可以想象,当很多人都往一个地方上传时,单个服务器的存储容量是绝对支撑不住的,需要可以水平扩展的集群,但web界面不能分开,客户端程序也不应该很麻烦的自己找去哪里下载。

需求三:支持水平扩展的集群存储

docker-hub和docker-registry的分工如下:

docker-hub

负责保存集中的信息访问,关于

  • 用户账户
  • 镜像的效验码
  • 公共和私人镜像仓库的区分

docker-hub有几个组件:

  • Web UI
  • Meta-data 元数据存储(附注、星级、公共库清单)
  • 访问认证
  • token管理

dokcer-registry

有这么几个特性

  • 存储镜像、以及镜像层的家族谱系
  • 没有用户账户数据
  • 不知道用户的账户和安全性
  • 把安全和认证委托给docker-hub来做,用token来保证传递安全
  • 不需要重新发明轮子,支持多种存储后端
  • 没有本地数据库

一次docker pull 或 push背后发生的事情

这两个图里面index就是hub,可以看到每次客户端都要先访问index,决定镜像文件从哪个registry上传或下载,然后去相应的registry操作。从阅读源码中可以看出,在registry上,每个镜像的层都是以tar.gz格式存储的。

自己搭建docker镜像服务的考虑

既然是私服,同样需要考虑用户、安全认证、搜索等问题,可以说,docker的开发者在设计镜像服务时就考虑了这些问题,把Web这块留给每个私服的开发者自己去实现,把后端存储抽象成接口来调用。docker-registry的源代码放在这里 。为了保证后续的正常开发使用,我决定先阅读一下这个源码,不过碰上了不少问题:

  • docker-registry是用python实现的,我对python的了解仅仅限于简单的脚本,对python的包、模块、类都不大懂,所以我学习了python
  • docker-registry使用了egg打包发布,gunicorn作为应用服务器(类似tomcat),flask作为mvc框架(类似spring),后面还有sqlalchemy作为搜索后端。这些技术都需要做简单的了解,在需要的时候深入学习。
  • 后端存储,因为镜像最终是以tar.gz的方式静态存储在服务端,不需要实时read或write,所以适用于对象存储而不是块存储,于是问题就转化成找一个或写一个私有的存储驱动,官方支持的驱动有亚马逊AWS S3、ceph-s3、Google gcs、OpenStack swift,glance等等,国内的七牛也写了自己的驱动 ,后面在我的环境需要自己写一个驱动。
  • 搜索,这块我还没涉及,后续再看……
  • Web UI的实现,现在github上已经有好几个项目了,例如docker-registry-web ,docker-registry-frontend,后续再看……

最近在研究用Docker实现PaaS,欢迎大家有想法找我交流:-)

原文链接:http://my.oschina.net/HardySimpson/blog/365513

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【责任编辑:Ophira TEL:(010)68476606】

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