阿里云生产环境搭建高可用Harbor(包括恢复演练实操)

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生产环境搭建高可用Harbor(包括恢复演练实操)

前言

因资源成本问题,本Harbor高可用架构为最小开销方案,如果资源充足,可以将PG、Redis全部使用使用云厂商集群模式。

同时为了配置简单,并没用使用keepalived与heartbeat等高可用开源组件。

harbor-arch

准备工作

阿里云SLB阿里云ECS共享存储Redis
最小实例SLB2c4g 俩台阿里云NFS阿里云Redis

操作系统为Ubuntu18.04,在俩台ECS上搭建主从PG,如果不想用阿里云redis,也可以使用ECS搭建Redis。

安装Harbor,用于导出基础harbor数据,恢复到PG集群中.

  1. 安装docker-compose

    curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.24.0/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
    sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
    sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
    # 添加国内阿里云
    curl -fsSL http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
    #更新
    sudo apt-get update
    [[查看docker]]版本
    apt-cache madison docker-ce
    #安装最新版
    sudo apt-get install -y docker-ce
    [[安装5]]:19.03.6~3-0~ubuntu-bionic版
    sudo apt-get install -y docker-ce=5:19.03.6~3-0~ubuntu-bionic
    
  2. Docker配置镜像加速与国内docker-cn源

    sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
    {
      "registry-mirrors": ["https://8sab4djv.mirror.aliyuncs.com"],
        "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"],
      "insecure-registries": ["https://harbor.unixsre.com"]
    }
    EOF
    sudo systemctl daemon-reload
    sudo systemctl restart docker
    
    
    

    镜像加速

  3. 安装Harbor2.3

    # 下载Harbor
    wget -P /usr/local wget https://github.com/goharbor/harbor/releases/download/v2.3.2/harbor-online-installer-v2.3.2.tgz
    
    tar zxf /usr/local/harbor-online-installer-v2.3.2.tgz -C /data/harbor
    
    # 修改配置文件,根据自己的需求进行修改
    cd /var/www/dream/harbor
    cp harbor.yml.tmpl harbor.yml
    # harbor.yml中按需修改或添加如下内容
    # Configuration file of Harbor
    
    # The IP address or hostname to access admin UI and registry service.
    # DO NOT use localhost or 127.0.0.1, because Harbor needs to be accessed by external clients.
    hostname: harbor.unixsre.com
    
    # http related config
    http:
      # port for http, default is 80. If https enabled, this port will redirect to https port
      port: 80
    
    # https related config
    https:
      # https port for harbor, default is 443
      port: 443
      # The path of cert and key files for nginx
      certificate: /data/harbor/ssl/unixsre.com.cer
      private_key: /data/harbor/ssl/unixsre.com.key
    
    # # Uncomment following will enable tls communication between all harbor components
    # internal_tls:
    #   # set enabled to true means internal tls is enabled
    #   enabled: true
    #   # put your cert and key files on dir
    #   dir: /etc/harbor/tls/internal
    
    # Uncomment external_url if you want to enable external proxy
    # And when it enabled the hostname will no longer used
    # external_url: https://reg.mydomain.com:8433
    
    # The initial password of Harbor admin
    # It only works in first time to install harbor
    # Remember Change the admin password from UI after launching Harbor.
    # 初始password,可以修改成自己需要的,然后后续在WEBUI上自行修改。
    harbor_admin_password: 1234567
    ## 添加禁止用户自注册
    self_registration: off
    ## 设置只有管理员可以创建项目
    project_creation_restriction: adminonly
    # The default data volume
    data_volume: /data/harbor
    # 执行安装命令
    bash /data/harbor/install.sh
    # 如果对配置文件harbor.yml,需要使用./prepare脚本重新生成
    ./prepare
    # 重启
    docker-compose restart
    
    
  4. 常用命令示例

    # 登录
    docker login https://harbor.unixsre.com
    # 拉取
    docker pull busybox
    # 打包
    docker build -t busybox:v1 . 
    docker build -t busybox:v1 -f Dockerfile .
    # 打TAG
    docker tag busybox:latest harbor.unixsre.com/ops/busybox:latest
    # 上传
    docker push harbor.unixsre.com/library/busybox:latest
    # k3s pull
    k3s crictl pull harbor.unixsre.com/library/busybox
    
  5. 备份harbor库,并且导出用于恢复.

    # 进入容器备份
    docker container exec -it harbor-db /bin/bash
    # 执行pg备份
    pg_dump -U postgres registry > /tmp/registry.sql 
    pg_dump -U postgres notarysigner > /tmp/notarysigner.sql  
    pg_dump -U postgres notaryserver > /tmp/notaryserver.sql
    # 复制到本地宿主机
    docker container cp harbor-db:/tmp/registry.sql /data/harbor/backup_sql/
    docker container cp harbor-db:/tmp/notarysigner.sql /data/harbor/backup_sql/
    docker container cp harbor-db:/tmp/notaryserver.sql /data/harbor/backup_sql/
    

安装PG主从集群

PostgreSql主从复制是一种高可用解决方案,可以实现读写分离,实时备份,PG的主从复制是基于xlog来实现的,主库开启日志功能,从库根据主库xlog来完成数据的同步。

PG主从复制注意事项:

  • 启动从库之前: 不能执行初始化,若已经初始化了需要删掉对应的目录中的数据文件。

  • 启动从库之前: 需要通过base_backup从主服务器上同步配置与数据。

  • 启动从库之前: 需要对同步之后的配置文件(standby.signal)进行修改。

  • 从库只能读,不能写。

  1. 分别在每个ECS安装postgresql-13

    # 添加PG apt源
    sh -c 'echo "deb http://apt.postgresql.org/pub/repos/apt $(lsb_release -cs)-pgdg main" > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list'
    wget --quiet -O - https://www.postgresql.org/media/keys/ACCC4CF8.asc | sudo apt-key add -
    # 更新源
    apt-get update
    # 安装PG13
    apt -y install postgresql-13 postgresql-client-13 postgresql-contrib
    # 验证服务是否启动成功
    systemctl status postgresql@13-main.service
    # 登录验证修改pwd
    sudo -i -u postgres psql -p 5432
    ALTER USER postgres WITH PASSWORD '1234567.com';
    # 登录验证
    psql -h localhost -p 5432 -U postgres
    
  2. 创建PG数据目录,分别在每个机器上创建.

    #创建数据目录
    mkdir -p /data/harbor_nas/pgsql/data && chown postgres:postgres /data/harbor_nas/pgsql/data
    #创建归档目录
    mkdir -p /data/harbor_nas/pgsql/pg_archive && chown postgres:postgres /data/harbor_nas/pgsql/pg_archive
    #给目录赋权
    chmod 700 /data/harbor_nas/pgsql/pg_archive/ && chmod 700 /data/harbor_nas/pgsql/data/
    
  3. 添加systemd启动配置文件中的数据目录环境变量.

    vim /lib/systemd/system/postgresql@.service
    Environment=PGDATA=/data/harbor_nas/pgsql/data
    # 重载
    systemctl daemon-reload
    # 删除默认集群
    pg_dropcluster --stop 13 main
    # 在新目录创建集群
    pg_createcluster -d /data/harbor_nas/pgsql/data 13 main
    # 重启服务
    systemctl restart postgresql@13-main.service
    # 配置开机启动
    systemctl enable postgresql@13-main.service
    #开启外部访问配置
    vim /etc/postgresql/13/main/pg_hba.conf
    local   all             postgres                                peer
    
    # TYPE  DATABASE        USER            ADDRESS                 METHOD
    
    # "local" is for Unix domain socket connections only
    local   all             all                                     peer
    # IPv4 local connections:
    host    all             all             0.0.0.0/0            md5
    # IPv6 local connections:
    host    all             all             ::1/128                 md5
    # Allow replication connections from localhost, by a user with the
    # replication privilege.
    local   replication     all                                     peer
    host    replication     all             127.0.0.1/32            md5
    host    replication     all             ::1/128                 md5
    # 修改集群监听地址
    vim /etc/postgresql/13/main/postgresql.conf
    listen_addresses = '*'
    # 重启服务
    systemctl restart postgresql@13-main.service
    
    
  4. 主服务器配置

    # 创建具有复制流操作权限的的用户:replica
    CREATE ROLE replica login replication encrypted password 'Deniss_12PRO@@@';
    # 添加从服务器免密登录,replica为用户,172.19.48.254X为从节点的内网IP,md5为允许验证, trust为免密。
    vim /etc/postgresql/13/main/pg_hba.conf
    host    replication    replica 172.19.48.254/20                 trust
    # 添加主服务器postgresql.conf配置
    vim /etc/postgresql/13/main/postgresql.conf
    listen_addresses = '*'
    max_connections = 100
    archive_mode = on
    archive_command = 'test ! -f /data/harbor_nas/pgsql/pg_archive/%f && cp %p /data/harbor_nas/pgsql/pg_archive/%f'
    wal_level = replica
    # 重启服务
    systemctl restart postgresql@13-main.service
    
  5. 从服务器配置

    # 如果前面已经在从服务器执行过了这个操作,直接可以进入postgres用户家目录清理、复制数据。
    #创建数据目录
    mkdir -p /data/harbor_nas/pgsql_replica/data && chown postgres:postgres /data/harbor_nas/pgsql_replica/data
    #创建归档目录
    mkdir -p /data/harbor_nas/pgsql_replica/pg_archive && chown postgres:postgres /data/harbor_nas/pgsql_replica/pg_archive
    #给目录赋权
    chmod 700 /data/harbor_nas/pgsql_replica/pg_archive/ && chmod 700 /data/harbor_nas/pgsql_replica/data/
    # 添加如下配置
    vim /lib/systemd/system/postgresql@.service
    Environment=PGDATA=/data/harbor_nas/pgsql_replica/data/
    # 重载配置
    systemctl daemon-reload
    #删除默认目录的集群
    pg_dropcluster --stop 13 main
    #在新目录创建集群
    pg_createcluster -d /data/harbor_nas/pgsql_replica/data 13 main
    #重启服务
    systemctl restart postgresql@13-main.service
    # 进入postgres用户清理初始化的数据,从主服务器复制数据。
    su - postgres
    rm -rf /data/harbor_nas/pgsql_replica/data/*
    pg_basebackup -h 172.19.48.253 -p 5432 -U replica -Fp -Xs -Pv -R -D /data/harbor_nas/pgsql_replica/data
    echo "standby_mode = 'on'" > /data/harbor_nas/pgsql_replica/data/standby.signal
    # 修改从服务器配置
    vim /etc/postgresql/13/main/postgresql.conf
    primary_conninfo = 'host=172.19.48.253 port=5432 user=replica password=Deniss_12PRO@@@'
    recovery_target_timeline = latest
    max_connections = 100
    hot_standby = on
    max_standby_streaming_delay = 30s
    wal_receiver_status_interval = 10s
    hot_standby_feedback = on
    # 启动从节点PG数据库
    systemctl start postgresql@13-main.service
    # 登录主节点数据库查看装
    psql -h 172.19.48.253 -p 5432 -U postgres
    postgres=# select client_addr,sync_state from pg_stat_replication;
      client_addr  | sync_state
    ---------------+------------
     172.19.48.254 | async
    # 至此,PG主从复制安装完成。
     
    

配置Horbor为PG主节点

  1. 登录主节点创建harbor用户与harbor需要的DB,并且将数据恢复到当前数据.

    # 新建Harbor用户
    CREATE USER harbor LOGIN PASSWORD 'Deniss1112s';
    CREATE SCHEMA harbor;
    GRANT harbor TO postgres;GRANT USAGE ON SCHEMA harbor TO postgres;
    ALTER SCHEMA harbor OWNER TO postgres;
    # 创建数据库
    CREATE DATABASE registry OWNER harbor;
    CREATE DATABASE notarysigner OWNER harbor;
    CREATE DATABASE notaryserver OWNER harbor;
    # 授权
    GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE registry TO harbor;
    GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE notarysigner TO harbor;
    GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE notaryserver TO harbor;
    # 恢复数据库
    psql -h localhost -U harbor registry < /data/harbor/backup_sql/registry.sql
    psql -h localhost -U harbor notarysigner  < /data/harbor/backup_sql/notarysigner.sql
    psql -h localhost -U harbor notaryserver < /data/harbor/backup_sql/notaryserver.sql
    
  2. 对俩个ECS的harbor.yml进行调整,开启外部PG、Redis配置,注释默认PG数据库配置,注意:俩个ECS链接的必须为一样的Redis与PG数据库。

    hostname: harbor.unixsre.com
    
    http:
      port: 80
    
    https:
      port: 443
      certificate: /data/harbor/ssl/unixsre.com.cer
      private_key: /data/harbor/ssl/unixsre.com.key
    
    harbor_admin_password: 1234567
    
    data_volume: /data/harbor_nas/harbor_data
    
    trivy:
      ignore_unfixed: false
      skip_update: false
      insecure: false
    
    jobservice:
      max_job_workers: 10
    
    notification:
      webhook_job_max_retry: 10
    
    chart:
      absolute_url: disabled
    
    log:
      level: info
      local:
        rotate_count: 50
        rotate_size: 200M
        location: /var/log/harbor
    
    _version: 2.3.0
    
    external_database:
      harbor:
        host: 172.19.48.253
        port: 5432
        db_name: registry
        username: harbor
        password: Deniss1112s
        ssl_mode: disable
        max_idle_conns: 2
        max_open_conns: 0
      notary_signer:
        host: 172.19.48.253
        port: 5432
        db_name: notarysigner
        username: harbor
        password: Deniss1112s
        ssl_mode: disable
      notary_server:
        host: 172.19.48.253
        port: 5432
        db_name: notaryserver
        username: harbor
        password: Deniss1112s
        ssl_mode: disable
    
    external_redis:
      host: 172.19.48.253:6379
      password: Deniss1589s
      registry_db_index: 1
      jobservice_db_index: 2
      chartmuseum_db_index: 3
      trivy_db_index: 5
      idle_timeout_seconds: 30
    
    proxy:
      http_proxy:
      https_proxy:
      no_proxy:
      components:
        - core
        - jobservice
        - trivy
    
  3. harbor重新生成配置,并且重启容器.

    cd /data/harbor/
    ./prepare
    docker-compose down && docker-compose up -d
    
  4. 在阿里云创建传统SLB,使用TCP四层添加443端口监听。

    SLB01

    SLB02

  5. 将域名绑定在新建的SLB上,这个SLB不一定非要是阿里云的,任何云的SLB都可以,比如AWS、微软云、GCP都可以。

PG主从故障切换

假设主库宕机或者主节点宕机,因为我们的Redis在阿里云,而Harbor的镜像数据在阿里云的NFS,要保证服务的可用性,这个时候,只需要快速的将从节点切换为主库,并且修改Harbor的配置文件,重启Harbor的服务下即可。

下面为手动操作,建议调整为脚本执行快速切换。

  1. 模拟当前主节点库挂掉,

    # 停止主数据库的PG服务.
    service postgresql@13-main stop
    
  2. 激活备库为主库.

    psql -h 172.19.48.254 -p 5432 -U postgres
    postgres=# select pg_promote(true,60);
    # 验证是否升级为主库
    /usr/lib/postgresql/13/bin/pg_controldata -D /data/harbor_nas/pgsql_replica/data/ |grep cluster
    Database cluster state:               in production
    
  3. 修改Harbor配置,重启所有Harbor服务

    # 
    sed -i 's/172.19.48.253/172.19.48.254/' 
    ./prepare
    docker-compose down && docker-compose up -d
    
  4. 访问域名,验证harbor服务的可用性。

  5. 快速恢复主节点,将主节点的PG库设置为从库。

    # 修改253从库免密配置,可以提前设置好,不需要此处配置了
    /etc/postgresql/13/main/pg_hba.conf
    host    replication    replica 172.19.48.253/20                 trust
    # 切换用户
    su - postgres
    # 清理数据
    rm -rf /data/harbor_nas/pgsql/data/*
    # 同步254数据到253
    pg_basebackup -h 172.19.48.254 -p 5432 -U replica -Fp -Xs -Pv -R -D /data/harbor_nas/pgsql/data/
    echo "standby_mode = 'on'" > /data/harbor_nas/pgsql/data/standby.signal
    # 修改253配置
    vim /etc/postgresql/13/main/postgresql.conf
    primary_conninfo = 'host=172.19.48.254 port=5432 user=replica password=Deniss_12PRO@@@'
    recovery_target_timeline = latest
    max_connections = 100
    hot_standby = on
    max_standby_streaming_delay = 30s
    wal_receiver_status_interval = 10s
    hot_standby_feedback = on
    # 启动253PG服务
    systemctl start postgresql@13-main.service
    
    
  6. 在当前主节点254登录验证集群复制是否正常.

    # 登录节点验证当前同步是否正常
    psql -h localhost -p 5432 -U postgres
    postgres=# select client_addr,sync_state from pg_stat_replication;
      client_addr  | sync_state
    ---------------+------------
     172.19.48.253 | async
    
  7. 如果想将原来的库基本恢复成主库,只需要清理掉standby.signal文件,在原来的从库上的数据目录中新建standby.signal文件,并且将standby_mode = 'on'配置好,重启PG服务即可。

灾难性故障恢复

对于不可抗拒因素是比较极端的情况,任何人都无法预料,包括当前的各种云厂商,我们只把能想到的,能做到的全部做好,我这边已经做了PG数据库的全备上传到了OSS上,Harbor的镜像数据阿里云NFS一份,OSS一份,想要灾难性恢复必须保证如下俩个前提:

  • PG数据库全备可用(注意:必须可以承受丢失全备时间起止到故障时间的数据)。
  • 阿里云NFS或者OSS中的Harbor镜像数据文件可用。

恢复步骤:搭建一个单节点PG,全备导入,Harbor中的配置使用单节点PG,Redis本地或者harbor启动的都可以,然后使用docker-compose启动即可,具体操作步骤不在叙述。

但是这样并不是最快的方法,还有没有更好的方案呢?当然有了,使用云服务,一切都交给云,但是就算是云也不可能保证100%的可用性,此处的灾难性故障恢复,仅做抛砖引玉,并不是最终的解决方案,只是给大家提供一个可以展开思考的思路,如果大家有更完美完善的方案,欢迎一起交流。