基于K8s的Harbor镜像仓库在线部署指南

2025年11月14日 互联网

基于K8s的Harbor镜像仓库在线部署指南

一、环境准备与前置条件

在Kubernetes集群中部署Harbor镜像仓库前，需完成以下环境配置：

  1. K8s集群要求：建议使用K8s 1.19+版本，确保集群具备3个以上工作节点，每个节点配置不低于4核CPU、8GB内存及100GB存储空间。通过kubectl get nodes验证集群状态，确保所有节点处于Ready状态。
  2. 存储类配置：Harbor需要持久化存储支持，推荐使用云厂商提供的块存储（如AWS EBS、阿里云云盘）或分布式存储（如Rook-Ceph）。通过kubectl get storageclass确认可用存储类，例如： 
    1. # 示例：创建NFS存储类（需提前部署NFS服务端）
    2. apiVersion: storage.k8s.io/v1
    3. kind: StorageClass
    4. metadata:
    5. name: nfs-storage
    6. provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
    7. parameters:
    8. archiveOnDelete: "false"
  3. Ingress控制器部署：Harbor默认通过Ingress暴露服务，需提前部署Nginx Ingress或Traefik。以Nginx为例： 
    1. helm repo add ingress-nginx https://kubernetes.github.io/ingress-nginx
    2. helm install ingress-nginx ingress-nginx/ingress-nginx
  4. 证书管理：若使用HTTPS，需准备TLS证书。可通过Let’s Encrypt自动签发： 
    1. helm repo add jetstack https://charts.jetstack.io
    2. helm install cert-manager jetstack/cert-manager --namespace cert-manager --create-namespace

二、Helm部署Harbor核心流程

1. 添加Harbor Helm仓库

  1. helm repo add harbor https://helm.goharbor.io
  2. helm repo update

2. 创建命名空间

  1. kubectl create namespace harbor

3. 自定义Values配置

创建harbor-values.yaml文件，关键配置项如下：

  1. expose:
  2.   type: ingress
  3.   tls:
  4.     enabled: true
  5.     certSource: secret
  6.     secret:
  7.       secretName: harbor-tls
  8.       namespace: harbor
  9.   ingress:
  10.     hosts:
  11.       - core: harbor.example.com
  12.       - notary: notary.example.com
  13.     annotations:
  14.       nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "0"
  15. persistence:
  16.   persistentVolumeClaim:
  17.     registry:
  18.       storageClass: "nfs-storage"
  19.       accessMode: ReadWriteOnce
  20.       size: 100Gi
  21.     chartmuseum:
  22.       storageClass: "nfs-storage"
  23.       size: 10Gi
  24.     jobservice:
  25.       storageClass: "nfs-storage"
  26.       size: 1Gi
  27.     database:
  28.       storageClass: "nfs-storage"
  29.       size: 1Gi
  30.     redis:
  31.       storageClass: "nfs-storage"
  32.       size: 1Gi

4. 执行部署命令

  1. helm install harbor harbor/harbor -f harbor-values.yaml -n harbor

5. 验证部署状态

  1. kubectl get pods -n harbor
  2. # 预期输出：所有Pod处于Running状态
  3. NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
  4. harbor-core-xxxxxxxxx-xxxxx    1/1     Running   0          2m
  5. harbor-database-0               1/1     Running   0          2m
  6. harbor-jobservice-xxxxxxxxx-xx 1/1     Running   0          2m
  7. harbor-notary-server-xxxxxxxxx 1/1     Running   0          2m
  8. harbor-portal-xxxxxxxxx-xxxxx  1/1     Running   0          2m
  9. harbor-redis-0                  1/1     Running   0          2m
  10. harbor-registry-xxxxxxxxx-xx   1/1     Running   0          2m
  11. harbor-trivy-xxxxxxxxx-xxxxx   1/1     Running   0          2m

三、关键配置优化

1. 高可用架构设计

  • 数据库高可用：修改Values文件启用外部数据库： 
    1. database:
    2. type: external
    3. external:
    4.   host: "mysql-master.example.com"
    5.   port: "3306"
    6.   username: "harbor"
    7.   password: "Harbor12345"
    8.   coreDatabase: "registry"
    9.   notaryDatabase: "notaryserver"
    10.   notarySignerDatabase: "notarysigner"
  • Redis集群配置： 
    1. redis:
    2. type: external
    3. external:
    4.   addr: "redis-cluster.example.com:6379"
    5.   password: ""

2. 性能调优参数

  • JVM内存设置：修改Jobservice资源限制： 
    1. jobservice:
    2. resources:
    3.   requests:
    4.     cpu: 500m
    5.     memory: 1Gi
    6.   limits:
    7.     cpu: 1000m
    8.     memory: 2Gi
  • 并发工作线程： 
    1. jobservice:
    2. workerPool:
    3.   workerCount: 10
    4.   backlogQueueDepth: 1000

3. 安全加固方案

  • 网络策略：限制Pod间通信： 
    1. networkPolicy:
    2. enabled: true
    3. egress:
    4.   - to:
    5.       - podSelector:
    6.           matchLabels:
    7.             app: redis
    8.     ports:
    9.       - protocol: TCP
    10.         port: 6379
  • 审计日志： 
    1. core:
    2. auditLog:
    3.   enabled: true
    4.   path: /var/log/harbor/audit.log
    5.   maxSize: 1024
    6.   maxBackups: 30
    7.   maxAge: 30

四、运维管理实践

1. 备份恢复策略

  • 定期备份：使用Velero进行集群级备份： 
    1. velero backup create harbor-backup --include-namespaces harbor
  • 数据库备份： 
    1. kubectl exec -n harbor harbor-database-0 -- mysqldump -uharbor -pHarbor12345 registry > registry_backup.sql

2. 监控告警配置

  • Prometheus监控： 
    1. metrics:
    2. enabled: true
    3. serviceMonitor:
    4.   enabled: true
    5.   interval: 30s
  • 告警规则示例：
    ```yaml
    groups:
  • name: harbor.rules
    rules:
    • alert: HarborRegistryHighLatency
      expr: histogram_quantile(0.99, sum(rate(harbor_registry_request_duration_seconds_bucket[5m])) by (le)) > 1
      for: 10m
      labels:
      severity: warning
      annotations:
      summary: “Harbor registry experiencing high latency”
      ```

3. 升级维护流程

  • Helm升级命令： 
    1. helm upgrade harbor harbor/harbor -f harbor-values.yaml -n harbor
  • 回滚策略： 
    1. helm history harbor -n harbor
    2. helm rollback harbor --revision 2 -n harbor

五、常见问题解决方案

  1. Ingress 502错误：检查后端服务是否就绪，验证Pod日志： 
    1. kubectl logs -n harbor harbor-core-xxxxxxxxx-xxxxx
  2. 存储卷挂载失败：确认PVC状态，检查StorageClass配置： 
    1. kubectl get pvc -n harbor
    2. kubectl describe sc nfs-storage
  3. 数据库连接超时：验证网络策略，测试数据库连通性： 
    1. kubectl exec -n harbor harbor-core-xxxxxxxxx-xxxxx -- nc -zv mysql-master.example.com 3306

通过以上完整部署方案，开发者可在Kubernetes环境中快速构建企业级Harbor镜像仓库，实现镜像管理、安全扫描、签名验证等核心功能。建议定期进行性能测试（如使用Locust进行压力测试），持续优化资源配置参数。

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