局域网内部署 Docker Registry

在局域网内部署 Docker Registry 可以极大的提升平时 pull、push 镜像的速度，从而缩短自动化操作的过程。同时也可以缓解带宽不足的问题，真是一举多得。本文将从创建单机的 Docker Registry 开始，逐步完成局域网内可用的 Docker Registry 的创建，并重点解释如何使用 IP 地址访问 Registry 的方法。

注意，本文假设你已经在使用的 OS 中安装了 docker 引擎。

创建本机使用的 Docker Registry

这是一个非常简单的过程，简单到只需要运行一个 docker 容器就可以了：

$ docker run -d -p 5000:5000 --restart=always --name registry \
-v `pwd`/registry:/var/lib/registry \
registry:2

查看一下 5000 端口是否已被监听：

看起来还不错，让我们向本地的 Registry 中推送一个镜像试试。
先找个镜像，打上自己的 tag：

$ docker pull ubuntu
$ docker tag ubuntu localhost:5000/myubuntu:20170520

从上图我们可以看到，两个镜像完全是一样的，只不过我们创建的 tag 名称不一样而已。
接下来把镜像 push 到本地的 Registry 中：

$ docker push localhost:5000/myubuntu:20170520

上图显示 push 操作成功了，那再看看文件系统发生了什么变化：

在我们挂载的 ~/registry 目录的子目录中出现了保存镜像 myubuntu 的目录，在这个目录下保存了镜像相关的数据。
最后我们看看能不能从自己的库中 pull 镜像。先把本地的镜像 localhost:5000/myubuntu:20170520 删除掉：

$ docker rmi localhost:5000/myubuntu:20170520

然后从本地的库中 pull 镜像：

$ docker pull localhost:5000/myubuntu:20170520

是不是 pull 操作已经成功啦！

创建局域网内可用的 Docker Registry

前面创建的 Registry 可以在局域网内使用吗？我们来做个试验。
运行 Registry 的机器 IP 为：192.168.171.156，我们在局域网中的另一台机器上创建 tag 并执行推送命令：

推送失败了！原因是为了保证安全，跨机的镜像推送操作默认采用的都是 https 协议。也就是说，为了在局域网内使用 Docker Registry， 我们必须配置 https 版的 Registry 服务器。

选择通过 IP 地址访问 registry

由于种种原因，笔者无法为这台 Docker Registry Server 提供一个有效的域名。好在它的 IP 地址是固定的，因此决定通过 IP 地址来访问这台 Registry 服务器。假设这台机器的 IP 地址为：10.32.2.140，下面的描述都以此 IP 地址为例。

创建自签名的证书

既然是在局域网中使用，因此不会大动干戈的去购买 https 证书，自己生成一个自签名的就足够了。但这也存在一个缺点，就是需要在作为客户端的 docker daemon 中安装这个根证书，本文的稍后部分会介绍这一步骤。

在 ubuntu 系统中，下面的命令会在 dcerts 目录下生成秘钥和自签名的证书：

openssl req \
    -newkey rsa:4096 -nodes -sha256 \
    -keyout dcerts/domain.key \
    -x509 -days 356 \
    -out dcerts/domain.crt

注意，在执行此命令前需要在当前目录下创建 dcerts 目录。此命令的细节本文就不解释了，有兴趣的同学去查 openssl 命令的帮助文档。

生成证书时，openssl 要求我们输入相关的信息。比如地域和公司、部门的信息。比较重要的是 Common Name，如果你是要为某个域名生成证书，那么这里就应该是你的域名。我们使用的是 IP 地址，所以我就想当然的把 IP 地址放在了这里。很遗憾的是这并不正确！如果拿此时生成的证书去配置 Docker Registry，我们将无法完成 pull/push 操作。配置的 Registry 根本无法在局域网中使用。
此处是一个很隐晦的 openssl 配置问题，当我们使用 IP 地址作为访问服务器的名称时就会碰到。解决的方法也很简单，就是在生成证书的配置文件中指定 subjectAltName 。打开文件 /etc/ssl/openssl.cnf，在 [v3_ca] 节点添加配置项：
subjectAltName = IP:10.32.2.140

保存并退出，然后重新执行上面生成证书的命令。

运行 https 版的 Registry

有了前面创建的证书，我们就可以运行新版的 Registry 了：

$ docker run -d -p 5000:5000 \
    --restart=always \
    --name registry \
    -v `pwd`/dstorage:/var/lib/registry \
    -v `pwd`/dcerts:/certs \
    -e REGISTRY_HTTP_TLS_CERTIFICATE=/certs/domain.crt \
    -e REGISTRY_HTTP_TLS_KEY=/certs/domain.key \
    registry:2

命令中我们把证书所在的目挂载到了容器的 /certs 目录。然后分别指定了容器的环境变量 REGISTRY_HTTP_TLS_CERTIFICATE 和 REGISTRY_HTTP_TLS_KEY，这两个环境变量会引用我们常见的秘钥文件和证书文件。
好了，到目前为止新版的 Docker Registry 已经可以提供服务了。

在 client 端设置根证书

为了快速、方便和省钱，我们没有去购买商业版的证书。这种方式的弊端是：必须把我们生成的根证书安装到每一个需要访问 Registry 服务器的客户端上。具体做法如下：
把前面生成的证书文件 dcerts/domain.crt 复制到需要访问 Registry 服务器的机器上。放到目录 /etc/docker/certs.d/10.32.2.140:5000/ 中，并重命名为 ca.crt。当然这个目录需要你自己创建。最后重新启动 docker 服务：

$ sudo systemctl restart docker.service        // 不同的系统重启服务的命令可能不一样。

终于大功告成了，让我们往 Registry 中推送一个镜像吧：

看，redis:3.2 已经被 tag 为 10.32.2.140:5000/myredis:20170520，并推送到了局域网中的 Docker Registry Server 中。
为了验明正身，我们还是到 10.32.2.140 上去看一下文件存储的状态：

从这张图中我们可以看到，myredis:20170520 真的已经被 Registry 保存到文件系统中了。

总结

由于安全性的考虑，配置局域网内可用的 Docker Registry 稍微有点麻烦。尤其是使用 IP 地址的配置方式，需要配置证书的 subjectAltName 才能正常工作。但完成配置后，使用局域网内的 Registry 还是很爽的。希望本文对有类似需求的朋友们有所帮助。