基于K8s在线部署Harbor镜像仓库：从零到一的完整指南

一、Harbor在K8s环境中的核心价值

Harbor作为企业级私有镜像仓库，在Kubernetes生态中承担着镜像安全存储与分发的重要角色。其核心优势体现在三方面：

安全加固：支持RBAC权限控制、镜像签名与漏洞扫描，满足金融、政务等高安全场景需求
性能优化：通过P2P镜像加速与存储分层技术，将镜像拉取效率提升3-5倍
多云兼容：原生支持K8s的CRD扩展机制，可无缝对接Prometheus、Grafana等监控组件

典型应用场景包括：

混合云环境下的镜像统一管理
离线环境中的镜像本地化存储
开发测试环境的镜像版本控制

二、部署前环境准备

2.1 基础设施要求

组件	最低配置	推荐配置
K8s版本	1.19+	1.24+（支持StatefulSet自动扩容）
存储类	支持ReadWriteOnce	分布式存储（如Ceph、Longhorn）
网络策略	允许节点间通信（30000-32767端口）	启用NetworkPolicy隔离
负载均衡	NodePort或Ingress	专用LB（如MetalLB）

2.2 依赖工具安装

# 安装Helm 3.x（以v3.12.3为例）
curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
chmod 700 get_helm.sh
./get_helm.sh --version v3.12.3
# 验证Helm版本
helm version --client

三、Harbor部署实施步骤

3.1 添加Bitnami Helm仓库

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

3.2 创建命名空间与持久卷

# harbor-namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: harbor-system
  labels:
    app.kubernetes.io/name: harbor

kubectl apply -f harbor-namespace.yaml

3.3 定制化Values配置

关键参数说明：

# values-custom.yaml
expose:
  type: ingress
  tls:
    enabled: true
    certSource: secret
    secret:
      secretName: harbor-tls
      namespace: harbor-system
ingress:
  hosts:
    - host: harbor.example.com
      paths:
        - path: /
          pathType: ImplementationSpecific
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "0"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600"
persistence:
  persistentVolumeClaim:
    registry:
      storageClass: "longhorn"  # 根据实际存储类调整
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      size: 100Gi
    chartmuseum:
      enabled: true
      storageClass: "longhorn"
      size: 10Gi
core:
  replicas: 2
  resources:
    requests:
      cpu: "500m"
      memory: "1Gi"
    limits:
      cpu: "1000m"
      memory: "2Gi"

3.4 执行部署命令

helm install harbor bitnami/harbor \
  --namespace harbor-system \
  -f values-custom.yaml \
  --set adminPassword=StrongPass123! \
  --set service.type=ClusterIP

四、部署后验证与优化

4.1 服务状态检查

kubectl get pods -n harbor-system
# 预期输出：
# NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
# harbor-core-xxxxxx-xxx     1/1     Running   0          2m
# harbor-database-0          1/1     Running   0          2m
# harbor-portal-xxxxxx-xxx   1/1     Running   0          2m

4.2 存储卷验证

kubectl get pvc -n harbor-system
# 预期输出：
# NAME                     STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
# data-harbor-database-0   Bound    pvc-xxxxxx-xxx-xxx-xxxxxxxxxxxx        10Gi       RWO            longhorn       2m
# data-harbor-registry     Bound    pvc-xxxxxx-xxx-xxx-xxxxxxxxxxxx        100Gi      RWO            longhorn       2m

4.3 性能调优建议

水平扩展配置：

# 在values.yaml中添加
core:
autoscaling:
 enabled: true
 minReplicas: 2
 maxReplicas: 5
 metrics:
 - type: Resource
   resource:
     name: cpu
     target:
       type: Utilization
       averageUtilization: 70

缓存优化：

在Ingress配置中添加缓存头：

ingress:
annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/configuration-snippet: |
    proxy_cache_valid 200 302 1h;
    proxy_cache_valid 404 10m;

五、常见问题解决方案

5.1 证书配置错误

现象：浏览器访问显示”NET::ERR_CERT_INVALID”
解决：

生成自签名证书：

openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 \
-keyout tls.key -out tls.crt \
-subj "/CN=harbor.example.com/O=MyOrganization"

创建Secret：

kubectl create secret tls harbor-tls \
--namespace harbor-system \
--key tls.key \
--cert tls.crt

5.2 存储卷挂载失败

现象：Pod状态显示”ContainerCreating”且事件中有”MountVolume.SetUp failed”
解决步骤：

检查存储类状态：
```
kubectl get sc
```

验证PVC绑定状态：

kubectl describe pvc data-harbor-registry -n harbor-system

手动创建PV（如使用hostPath）：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-harbor-registry
spec:
capacity:
 storage: 100Gi
accessModes:
 - ReadWriteOnce
hostPath:
 path: /mnt/data/harbor-registry
nodeAffinity:
 required:
   nodeSelectorTerms:
   - matchExpressions:
     - key: kubernetes.io/hostname
       operator: In
       values:
       - node1.example.com

六、最佳实践建议

备份策略：
- 每日自动备份配置到对象存储
- 使用Velero进行集群级备份
```
velero backup create harbor-backup \
--include-namespaces harbor-system \
--ttl 72h0m0s
```

升级路径：

先升级数据库（PostgreSQL）

再升级核心组件

helm upgrade harbor bitnami/harbor \
--namespace harbor-system \
-f values-custom.yaml

监控集成：

配置Prometheus抓取指标

# 在values.yaml中添加
metrics:
enabled: true
serviceMonitor:
  enabled: true
  interval: 30s
  labels:
    release: prometheus-operator

通过上述完整流程，开发者可在K8s环境中快速构建高可用的Harbor镜像仓库。实际部署时需根据具体集群环境调整存储类、网络策略等参数，建议先在测试环境验证配置后再应用于生产环境。