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。

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.png

  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


2.png


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

表格.PNG


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。

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