DockOne技术分享（三）：Docker Registry的定制和性能分析
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分享人钟成，网易PaaS平台开发者，写过一些开源软件，期望能在未来的云端世界中有一席之地，目前做的项目是在实现一个构建到部署运行的私有PaaS平台，目标用户是网易各种互联网产品。
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
- Client向Index请求，知道从哪里下载samlba/busybox
- Index回复：
- samalba/busybox在RegistryA
- samalba/busybox的checksum，所有层的token
- 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
- Regsitry A向Index发起请求，验证用户/token的合法性
- Index返回这次请求是否合法
- Client从registry下载所有的层
- 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、nginx、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。
性能测试
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
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。
registry-2.0的并发性能很奇特，一方面，同样的镜像下载的比registry-1.0要慢，另一方面，只有一个进程，占了20%左右的CPU和内存，对系统资源消耗很少，不像python版的占用了所有的CPU核和内存。
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：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。
