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。