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Kubernetes從Private Registry中拉取容器映象的方法

阿新 • • 發佈：2019-02-03

原文：http://www.tui8.com/articles/news/41010.html

一、環境

由於 Kubernetes和Docker都在Active Develop的過程中，兩個專案的變動都很快，因此，特定的操作和說明在某些版本是好用的，但對另外一些版本卻是不靈光的。這裡先把環境確定清楚，避免誤導。 

OS：
Ubuntu 14.04.4 LTS Kernel：3.19.0-70-generic #78~14.04.1-Ubuntu SMP Fri Sep 23 17:39:18 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

Docker：
# docker version
Client:
 Version:      1.12.2
 API version:  1.24
 Go version:   go1.6.3
 Git commit:   bb80604
 Built:        Tue Oct 11 17:00:50 2016
 OS/Arch:      linux/amd64

Server:
 Version:      1.12.2
 API version:  1.24
 Go version:   go1.6.3
 Git commit:   bb80604
 Built:        Tue Oct 11 17:00:50 2016
 OS/Arch:      linux/amd64

Kubernetes叢集：1.3.7

私有映象倉庫：阿里雲映象倉庫

Docker映象：非公共映象，大家在測試中可以在自己的私有倉庫建立自己的測試映象
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest

Kubernets在文件中描述了幾種訪問私有倉庫的方法，這裡挑選了那些可操作的，逐一測試一下。

二、方法1：利用Node上的配置訪問Private Registry

在玩Docker時，很多朋友都 搭建過自己的Private Registry。Docker訪問那些以basic auth方式進行鑑權的Private Registry，只需在本地執行docker login，輸入使用者名稱、密碼後，就可以自由向Registry Push映象或pull 映象到本地了： 

# docker login registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api
Username: {UserName}
Password:
Login Succeeded

在這一過程結束後，Docker實際上會在~/.docker目錄下建立一個config.json檔案，儲存後續與Registry互動過程中所要使用的鑑權串（這個鑑權串只是一個base64編碼結果，安全性欠佳^_^）：

# cat ~/.docker/config.json
{
    "auths": {
        "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api": {
            "auth": "xxxxyyyyzzzz"
        }
    }
}

一但Node上有了這個配置，那麼K8s就可以通過docker直接訪問Private Registry了，這是

K8s文件中與私有映象倉庫互動的第一個方法。考慮到Pod可以被排程到叢集中的任意一個Node上，需要在每個Node上執行上述login操作，或者可以簡單地將~/.docker/config.json scp到各個node上的~/.docker目錄下。

實際效果如何呢? 我們建立了一個Pod yaml，測試一下是否能run起來：

//rbd-rest-api-using-node-config.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rbd-rest-api-using-node-config
spec:
  containers:
  - name: rbd-rest-api-using-node-config
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest
    imagePullPolicy: Always

我們來建立一下這個Pod並檢視pod的建立狀態：

# kubectl create -f rbd-rest-api-using-node-config.yaml
pod "rbd-rest-api-using-node-config" created
# kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS             RESTARTS   AGE
rbd-rest-api-using-node-config   0/1       ErrImagePull       0          5s

通過describe檢視Pod失敗的詳細資訊：

# kubectl describe pod/rbd-rest-api-using-node-config
... ...

Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From            SubobjectPath                    Type        Reason        Message
  ---------    --------    -----    ----            -------------                    --------    ------        -------
  1m        1m        1    {default-scheduler }                            Normal        Scheduled    Successfully assigned rbd-rest-api-using-node-config to 10.66.181.146
  1m        42s        3    {kubelet 10.66.181.146}    spec.containers{rbd-rest-api-using-node-config}    Normal        Pulling        pulling image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest"
  1m        42s        3    {kubelet 10.66.181.146}    spec.containers{rbd-rest-api-using-node-config}    Warning        Failed        Failed to pull image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest": image pull failed for registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest, this may be because there are no credentials on this request.  details: (Error: image xxxx/rbd-rest-api:latest not found)
  1m        42s        3    {kubelet 10.66.181.146}                            Warning        FailedSync    Error syncing pod, skipping: failed to "StartContainer" for "rbd-rest-api-using-node-config" with ErrImagePull: "image pull failed for registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest, this may be because there are no credentials on this request.  details: (Error: image xxxx/rbd-rest-api:latest not found)"
... ...

這個方法對我們的環境並不有效。並且經過多次測試，結果依舊，K8s無法從Private Registry獲取我們想要的映象檔案:(。

三、方法2：通過kubectl建立docker-registry的secret

K8s提供的第二種方法是通過kubectl建立一個 docker-registry的secret，並在Pod描述檔案中引用該secret以達到從Private Registry Pull Image的目的。

操作之前，我們先刪除掉各個Node上的~/.docker/config.json。

執行kubectl create secret docker-registry時需要提供private registry的訪問UserName和Password：

# kubectl create secret docker-registry registrykey-m2-1 --docker-server=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api --docker-username={UserName} --docker-password={Password} [email protected]
secret "registrykey-m2-1" created

# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
registrykey-m2-1      kubernetes.io/dockercfg               1         29s

secret: registrykey-m2-1建立成功。我們來測試一下引用這個secret物件的Pod是否能Pull Image成功並Run起來。Pod yaml檔案如下：

//rbd-rest-api-registrykey-m2-1.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rbd-rest-api-registrykey-m2-1
spec:
  containers:
  - name: rbd-rest-api-registrykey-m2-1
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest
    imagePullPolicy: Always
  imagePullSecrets:
  - name: registrykey-m2-1

建立Pod，並觀察Pod狀態：

# kubectl create -f rbd-rest-api-registrykey-m2-1.yaml
pod "rbd-rest-api-registrykey-m2-1" created

# kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS             RESTARTS   AGE
rbd-rest-api-registrykey-m2-1    1/1       Running            0          7s
rbd-rest-api-using-node-config   0/1       ImagePullBackOff   0          29m

通過describe pod，檢視建立的event序列：

Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From            SubobjectPath                    Type        Reason        Message
  ---------    --------    -----    ----            -------------                    --------    ------        -------
  1m        1m        1    {default-scheduler }                            Normal        Scheduled    Successfully assigned rbd-rest-api-registrykey-m2-1 to 10.57.136.60
  1m        1m        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-registrykey-m2-1}    Normal        Pulling        pulling image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest"
  1m        1m        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-registrykey-m2-1}    Normal        Pulled        Successfully pulled image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest"
  1m        1m        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-registrykey-m2-1}    Normal        Created        Created container with docker id d842565e762d
  1m        1m        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-registrykey-m2-1}    Normal        Started        Started container with docker id d842565e762d

正如我們期望的那樣，引用了secret: registrykey-m2-1的Pod成功Run起來了。

如果一個pod中有來自不同私有倉庫的不同映象，我們需要怎麼做呢？通過kubectl create secret docker-registry我們一次只能建立一個registrykey，如果要訪問兩個映象倉庫，我們就需要分別為每個倉庫建立一個registrykey。我們再來建立一個registrykey，對應的倉庫為：registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test：

# kubectl create secret docker-registry registrykey-m2-2 --docker-server=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test --docker-username={UserName} --docker-password={Password} [email protected]
secret "registrykey-m2-2" created

[email protected]:~/pullimagetest/test# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
registrykey-m2-1      kubernetes.io/dockercfg               1         1h
registrykey-m2-2      kubernetes.io/dockercfg               1         6s

接下來，我們來建一個包含多個container的Pod：

//rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2
spec:
  containers:
  - name: rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest
    imagePullPolicy: Always
  - name: test-multi-registrykeys-m2-2
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test:latest
    imagePullPolicy: Always
    command:
       - "tail"
       - "-f"
       - "/var/log/bootstrap.log"
  imagePullSecrets:
  - name: registrykey-m2-1
  - name: registrykey-m2-2

在secret引用中，我們將兩個key都引用了進來。

建立該Pod：

# kubectl create -f rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2.yaml
pod "rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2" created

# kubectl get pod
NAME                                   READY     STATUS             RESTARTS   AGE
rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2   2/2       Running            0          5s

通過pod的event，我們看看啟動的操作順序：

Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From            SubobjectPath                        Type        Reason        Message
  ---------    --------    -----    ----            -------------                        --------    ------        -------
  44s        44s        1    {default-scheduler }                                Normal        Scheduled    Successfully assigned rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2 to 10.57.136.60
  43s        43s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2}    Normal        Pulling        pulling image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest"
  43s        43s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2}    Normal        Pulled        Successfully pulled image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest"
  42s        42s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2}    Normal        Created        Created container with docker id 7c09048a41f6
  42s        42s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{rbd-rest-api-multi-registrykeys-m2-2}    Normal        Started        Started container with docker id 7c09048a41f6
  42s        42s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{test-multi-registrykeys-m2-2}        Normal        Pulling        pulling image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test:latest"
  42s        42s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{test-multi-registrykeys-m2-2}        Normal        Pulled        Successfully pulled image "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test:latest"
  42s        42s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{test-multi-registrykeys-m2-2}        Normal        Created        Created container with docker id 9930834fe4a3
  42s        42s        1    {kubelet 10.57.136.60}    spec.containers{test-multi-registrykeys-m2-2}        Normal        Started        Started container with docker id 9930834fe4a3

k8s分別從兩個映象倉庫嘗試pull image，並且最終都成功了！

四、方法3：通過secret yaml檔案建立pull image所用的secret

除了上面通過kubectl可以快捷的建立pull image所用的secret外，我們還可以使用常規的手段-yaml描述檔案來建立我們需要的secret資源。

//registrykey-m3-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: registrykey-m3-1
  namespace: default
data:
    .dockerconfigjson: {base64 -w 0 ~/.docker/config.json}
type: kubernetes.io/dockerconfigjson

前面說過docker login會在~/.docker下面建立一個config.json檔案儲存鑑權串，這裡secret yaml的.dockerconfigjson後面的資料就是那個json檔案的base64編碼輸出（-w 0讓base64輸出在單行上，避免折行）。

建立registrykey-m3-1 secret：

# kubectl create -f registrykey-m3-1.yaml
secret "registrykey-m3-1" created

# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
myregistrykey3        kubernetes.io/dockerconfigjson        1         3h
registrykey-m2-1      kubernetes.io/dockercfg               1         1h
registrykey-m2-2      kubernetes.io/dockercfg               1         23m
registrykey-m3-1      kubernetes.io/dockerconfigjson        1         29s

對比後，我們發現通過kubectl和yaml建立的兩個registrykey secret的型別略有不同，前者是kubernetes.io/dockercfg，後者是kubernetes.io/dockerconfigjson。

接下來，我們編寫一個引用了registrykey-m3-1的Pod：

//rbd-rest-api-registrykey-m3-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rbd-rest-api-registrykey-m3-1
spec:
  containers:
  - name: rbd-rest-api-registrykey-m3-1
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest
    imagePullPolicy: Always
  imagePullSecrets:
  - name: registrykey-m3-1

建立Pod：

# kubectl create -f rbd-rest-api-registrykey-m3-1.yaml
pod "rbd-rest-api-registrykey-m3-1" created
# kubectl get pods
NAME                            READY     STATUS             RESTARTS   AGE
rbd-rest-api-registrykey-m3-1   1/1       Running            0          8s

建立成功。

那麼這種方法如何應對含有來自多個映象倉庫container的Pod的呢？這裡的思路與方法2略有不同。我們不需要建立並引用兩個或多個secret，而是建立一個可以訪問多個私有映象倉庫的secret，我們需要將多個映象倉庫的訪問鑑權串都放到~/.docker/config.json中：

按照方法1的介紹，我們先login registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api，得到config.json如下：

{
    "auths": {
        "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api": {
            "auth": "....省略...."
        }
    }
}

我們再login registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test，得到config.json如下：

{
    "auths": {
        "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api": {
            "auth": "....省略...."
        },
        "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test": {
            "auth": "....省略...."
        }
    }
}

我們看到Docker自動將新login的private registry的鑑權串merge到了同一個config.json中了。現在我們基於該包含了兩個庫鑑權串的config.json建立一個新secret：registrykey-m3-2：

//registrykey-m3-2.yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: registrykey-m3-2
  namespace: default
data:
  .dockerconfigjson: {base64 -w 0 ~/.docker/config.json}
type: kubernetes.io/dockerconfigjson

建立secret: registrykey-m3-2

# kubectl create -f registrykey-m3-2.yaml
secret "registrykey-m3-2" created

# kubectl get secrets
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
registrykey-m2-1      kubernetes.io/dockercfg               1         1h
registrykey-m2-2      kubernetes.io/dockercfg               1         42m
registrykey-m3-1      kubernetes.io/dockerconfigjson        1         19m
registrykey-m3-2      kubernetes.io/dockerconfigjson        1         6s

我們編輯一個包含兩個容器，引用secret “registrykey-m3-2″ 的Pod yaml：

//rbd-rest-api-multi-registrykeys-m3-2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rbd-rest-api-multi-registrykeys-m3-2
spec:
  containers:
  - name: rbd-rest-api-multi-registrykeys-m3-2
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest
    imagePullPolicy: Always
  - name: test-multi-registrykeys-m3-2
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/test:latest
    imagePullPolicy: Always
    command:
       - "tail"
       - "-f"
       - "/var/log/bootstrap.log"
  imagePullSecrets:
  - name: registrykey-m3-2

建立該Pod：

# kubectl create -f rbd-rest-api-multi-registrykeys-m3-2.yaml
pod "rbd-rest-api-multi-registrykeys-m3-2" created

# kubectl get pod
NAME                                   READY     STATUS             RESTARTS   AGE
rbd-rest-api-multi-registrykeys-m3-2   2/2       Running            0          4s

Pod建立成功！

五、呼叫API建立registrykey secret

對比了方法2和方法3，方法2更簡潔，方法3更強大。但在任何一個產品中，secret都不應該是手動建立的，在這種情況下， API建立 registrykey secret便是必經之路。一旦選擇通過API建立，我們顯然將依仗著方法2中的原理，將config.json中的內容通過API請求的Body Post給K8s api server。

如何在遠端構建出config.json的內容呢繼而構建出secret yaml中.dockerconfigjson的值資料呢？我們發現config.json套路中，唯一不確定的就是每個private repository下的auth串，那麼這個串是啥呢？你大可base64 -d一下：

# echo -n "VXNlck5hbWU6UGFzc3dvcmQ="|base64 -d
UserName:Password

沒錯，實質上這個auth串就是UserName:Password的base64編碼值。因此，你首先要用某個倉庫的UserName和Password按照’UserName:Password’格式進行base64編碼，利用編碼的結果值構造json內容，比如：

{
    "auths": {
        "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api": {
            "auth": "VXNlck5hbWU6UGFzc3dvcmQ="
        }
}

然後對這段json資料再做base64編碼，所得到的值就是secret yaml中的.dockerconfigjson的值資料。至此，我們來通過API建立一個secret：

$ curl -v -H "Content-type: application/json"  -X POST -d ' {
  "apiVersion": "v1",
  "kind": "Secret",
  "metadata": {
    "name": "registrykey-m4-1",
    "namespace": "default"
  },
  "data": {
    ".dockerconfigjson": "{cat ~/.docker/config.json |base64 -w 0}"
  },
  "type": "kubernetes.io/dockerconfigjson"
}' http://10.57.136.60:8080/api/v1/namespaces/default/secrets

# kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
registrykey-m2-1      kubernetes.io/dockercfg               1         2h
registrykey-m2-2      kubernetes.io/dockercfg               1         1h
registrykey-m3-1      kubernetes.io/dockerconfigjson        1         43m
registrykey-m3-2      kubernetes.io/dockerconfigjson        1         24m
registrykey-m4-1      kubernetes.io/dockerconfigjson        1         18s

基於registrykey-m4-1，我們啟動一個Pod：

//rbd-rest-api-registrykey-m4-1.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rbd-rest-api-registrykey-m4-1
spec:
  containers:
  - name: rbd-rest-api-registrykey-m4-1
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xxxx/rbd-rest-api:latest
    imagePullPolicy: Always
  imagePullSecrets:
  - name: registrykey-m4-1

# kubectl create -f rbd-rest-api-registrykey-m4-1.yaml
pod "rbd-rest-api-registrykey-m4-1" created

# kubectl get pod
NAME                            READY     STATUS             RESTARTS   AGE
rbd-rest-api-registrykey-m4-1   1/1       Running            0          5s

Pod建立成功！


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