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如何从 docker-hub 和 docker-registry 看优秀的后端服务设计实现
本篇文章给大家分享的是有关如何从 docker-hub 和 docker-registry 看优秀的后端服务设计实现，丸趣 TV 小编觉得挺实用的，因此分享给大家学习，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获，话不多说，跟着丸趣 TV 小编一起来看看吧。
## 需求
最近因为工作需要，开始研究 docker-registry 的实现和服务搭建。docker-registry 是啥呢？就是目前很火的容器 docker 的镜像存储服务端。
或者这么说把，docker 干的事情就是把整个应用、操作系统、配置打包成一个静态的镜像，这个镜像可以快速的启动关闭为一个动态的运行容器。但这种能力对单个人是没有很大意义的，我们需要有个地方把镜像存下来，然后用一个 url 或者链接分享给其他人。
如果是你，你会怎么设计？开一个公共的 FTP 让大家存镜像然后分享？这是个好主意，不过……docker 的镜像有这么一个设定，就是一个镜像是由多层组成的，如果每次传输全量文件，对客户端、服务端、用户启动都造成时间和流量的浪费。于是……
需求一：远程存储服务，上传和下载需要智能的识别对面有没有这层，如果两边的层的 uuid 一致，已经有的话，就不传了。
简单的根据名字上传下载，对人日常使用来说还不不够方便，还需要一个 web 界面，让人可以登陆、搜索、区分公共的镜像和私有的镜像，等等，这是人的需求，不是客户端程序的需求。
需求二：web 界面，支持搜索
每个镜像层的大小约为几十 M 到几百 M 之间，可以想象，当很多人都往一个地方上传时，单个服务器的存储容量是绝对支撑不住的，需要可以水平扩展的集群，但 web 界面不能分开，客户端程序也不应该很麻烦的自己找去哪里下载。
需求三：支持水平扩展的集群存储
docker-hub 和 docker-registry 的分工如下：
##docker-hub
负责保存集中的信息访问，关于
用户账户
镜像的效验码
公共和私人镜像仓库的区分
docker-hub 有几个组件：
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
dokcer-registry
有这么几个特性
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
一次 docker pull 或 push 背后发生的事情
这两个图里面 index 就是 hub，可以看到每次客户端都要先访问 index，决定镜像文件从哪个 registry 上传或下载，然后去相应的 registry 操作。从阅读源码中可以看出，在 registry 上，每个镜像的层都是以 tar.gz 格式存储的。
自己搭建 docker 镜像服务的考虑
既然是私服，同样需要考虑用户、安全认证、搜索等问题，可以说，docker 的开发者在设计镜像服务时就考虑了这些问题，把 Web 这块留给每个私服的开发者自己去实现，把后端存储抽象成接口来调用。docker-registry 的源代码放在这里。为了保证后续的正常开发使用，我决定先阅读一下这个源码，不过碰上了不少问题：
docker-registry 是用 python 实现的，我对 python 的了解仅仅限于简单的脚本，对 python 的包、模块、类都不大懂，所以我学习了 python
docker-registry 使用了 egg 打包发布，gunicorn 作为应用服务器（类似 tomcat），flask 作为 mvc 框架（类似 spring），后面还有 sqlalchemy 作为搜索后端。这些技术都需要做简单的了解，在需要的时候深入学习。
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，不需要实时 read 或 write，所以适用于对象存储而不是块存储，于是问题就转化成找一个或写一个私有的存储驱动，官方支持的驱动有亚马逊 AWS S3、ceph-s3、Google gcs、OpenStack swift，glance 等等，国内的七牛也写了自己的驱动，后面在我的环境需要自己写一个驱动。
搜索，这块我还没涉及，后续再看……
Web UI 的实现，现在 github 上已经有好几个项目了，例如 docker-registry-web，docker-registry-frontend，后续再看……
最近在研究用 Docker 实现 PaaS，欢迎大家有想法找我交流:-)
最后分析一下这个架构的优点
解耦合 docker-hub 是 web-ui，用户认证，镜像元数据的集合，在这个方面，不同的组织有不同的做法，所以需要独立出来。docker-registry 是所有组织可以复用的部分，单纯用于镜像存储服务。
不重复造轮子 docker-registry 自己去实现一套对象存储了吗？没有，因为在对象存储这个领域，已经有很多优秀的实现。所以 docker-registry 是一个 http 接口的服务，仅仅是在对象存储上包了一层镜像的家族谱系，而且底层支持多种对象存储。
水平扩展性 在简单使用场景下，docker-registry 也支持本地文件系统存储，可以说是 all-in-one 的设计，开箱即用。而当把这个场景扩展，用于大规模企业级的应用时，docker-hub 和 docker-registry 是 1：n 的关系，registry 本身是一个无状态的服务，可以非常容易的水平扩展。这也是设计者的狡猾之处，他把有状态的部分都抽离了，把存储这个最大的状态机制做成可以放在其他的对象存储上，这样在大规模使用场景下就不会有性能的问题，也不会有单点问题。任何一个 registry 挂掉都是可以忍受的，可以被轻易的恢复而没有副作用。
以上就是如何从 docker-hub 和 docker-registry 看优秀的后端服务设计实现，丸趣 TV 小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注丸趣 TV 行业资讯频道。
