docker-registry的定制和性能分析

摘要: 本文介绍了Docker Registry服务几个组件的构成，怎么规划定制一个私有镜像库，以及镜像服务pull/push操作性能分析、并发性能分析，帮助大家按照需求大家自己需要的镜像服务。在微信群内做了分享，后面有一些大家的讨论。

docker-index

• 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

docker-registry

• 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

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

• 适用于对象存储而不是块存储

• registry存储驱动

• 官方支持的驱动有文件、亚马逊AWS S3、ceph-s3、Google gcs、OpenStack swift，glance

一次docker pull发生的交互

1. Client向Index请求，知道从哪里下载samlba/busybox

2. Index回复：

3. samalba/busybox在RegistryA

4. samalba/busybox的checksum，所有层的token

5. Client向Registry A请求，samalba/busybox的所有层。Registry A负责存储samalba/busybox，以及它所依赖的层

6. Regsitry A向Index发起请求，验证用户/token的合法性

7. Index返回这次请求是否合法

8. Client从registry下载所有的层

9. registry从后端存储中获取实际的文件数据，返给Client

搭建私有镜像库的方案

上面的index，registry，后端存储3者都是可选的。registry分0.9的python版实现和2.0版的go实现。

认证和权限

如果镜像库不直接提供给用户使用，仅仅是私有PaaS的一部分，可以不用index组件，直接上registry就行。index的开源实现包括docker-registry-web，docker-registry-frontend。支持较好的是马道长的wharf。

后端存储

我们环境使用的是网易的内部的对象存储NOS，类似于S3。其他的方案没用过，如果要自己搭，可能靠谱的是ceph-s3。如果在公网环境或者已经购买了公有云服务，可以考虑自己实现一个registry-对象存储的驱动。

集群和分布式

registry本身是无状态的，可以水平扩展，然后在前面做ngix的负载均衡。

性能分析

v1协议 vs v2协议

做了性能对比测试，同样为docker1.6，v2协议比v1协议快5-6%左右，基本可以忽略不计。

单次pull和push的性能分析

层|docker push|curl put :-----|:----- layer1|34s|4.3s layer2|325s|44.6s

层|docker pull|curl get :-----|:----- layer1|42s|20.8s layer2|2s|1.4s

经过对比测试，单次docker pull和push的最大耗时在客户端，也可以观察到每次做docker pull和push的时候系统CPU占用率都在100%。也就是说50%以上的时间花在本地做的压缩、计算md5等操作。

并发分析

并发测试的结果是在一个2核2G内存的registry-0.9服务器，直接用文件存储，大约能负载50个docker client的并发。如果换用对象存储的后端，估计10个docker client的并发就是极限了。在这方面registry-2.0的并发能力更强，但对内存消耗更大。

Q&A

问：2.0的性能也没什么变化啊，优势在哪里？ **答：**客户端优化有限，在超过100个节点同时pull一个镜像时，2.0服务端资源占用少。

问：服务端的并发瓶颈在哪里？ **答：**服务端的代码还没做过更多的分析，从经验判断主要还是IO，python的内存占用比较多。

问：考虑过多机房image存储CDN没？ **答：**这个还真没考虑过，目前我们的镜像服务是个内部PaaS平台用的，只要保证集群所在机房能快速访问就行。

问：那还不如每机房加缓存？ **答：**是的，也可以考虑registry的mirror机制，用了mirror后可以一个点push，其他点pull。

问：你们的调度器是自己开发的吗？ **答：**我们底层用的是Kubernetes，调度器做一定的修改，主要是为了保证多个可用域。

问：内部的PaaS有没有做资源限制、网络隔离？ **答：**有，目前我们的Docker是跑在kvm上。

问：昨天网易好多服务断片了，据说是网络攻击，那这些服务有跑在Docker上吗？ **答：**呵呵，断片是因为BGP的核心交换机问题，我也很好奇是什么引起的，目前还没有组织和个人声称对此事负责。

问：有没有考虑过nova-docker？ **答：**社区不是很活跃，我们没有采用这个方案，但对于中小公司来说这是最快的方案。

问：为啥不考虑自己实现调度器？ **答：**忙不过来，我们也想做啊，这个放在后面实现。

问：我们准备在某公有云上跑Docker集群。 **答：**先这么用呗，我觉得Docker的优势就是底层平台无关，今后换了底层迁移也没有那么困难。