K8s 环境下 Harbor+Docker 私有仓库部署与SpringBoot应用指南

作者：渣渣辉2025.10.10 18:46浏览量：1

简介：本文详细阐述在K8s集群中搭建Docker与Harbor私有镜像仓库的完整流程，并指导如何将SpringBoot应用部署至该环境，涵盖环境准备、Harbor安装、Docker镜像推送、K8s资源编排及运维优化等关键步骤。

一、环境准备与架构设计

1.1 基础设施要求

K8s集群需满足以下条件：

节点操作系统：CentOS 7/8或Ubuntu 20.04+
容器运行时：Docker 20.10+或containerd 1.6+
网络插件：Calico/Flannel实现Pod网络互通
存储类：配置动态存储卷（如NFS/Ceph）

典型架构设计：

[开发终端] → [Harbor仓库] → [K8s Master]
                ↑           ↓
[Docker镜像] ← [Worker节点] ← [SpringBoot Pod]

1.2 组件版本选择

组件	推荐版本	关键特性
Kubernetes	1.24+	移除Dockershim，支持CRI标准
Harbor	2.6+	增强OAuth2集成，支持镜像复制
Docker	20.10.17	优化BuildKit性能，改进安全扫描

二、Harbor私有仓库搭建

2.1 安装前配置

# 修改主机名（所有节点）
hostnamectl set-hostname harbor-server
# 配置/etc/hosts
echo "192.168.1.10 harbor-server" >> /etc/hosts
# 安装依赖包
yum install -y conntrack ntpdate ipset jq iptables curl sysstat wget socat

2.2 Harbor部署流程

下载安装包：

wget https://github.com/goharbor/harbor/releases/download/v2.6.2/harbor-online-installer-v2.6.2.tgz
tar xzf harbor-online-installer-v2.6.2.tgz
cd harbor

配置修改（harbor.yml）：

hostname: harbor-server
http:
port: 80
https:
certificate: /data/cert/server.crt
private_key: /data/cert/server.key
harbor_admin_password: Harbor12345
database:
password: root123
max_idle_conns: 50
max_open_conns: 100

安装执行：

./prepare
./install.sh --with-trivy  # 启用漏洞扫描

2.3 高级配置技巧

镜像复制：配置多地域仓库同步

# 在harbor.yml中添加
replication:
- name: aliyun-mirror
  disabled: false
  filters:
    - project: "**"
      repository: "**"
      tag: "**"
  destinations:
    - url: https://registry-vpc.cn-hangzhou.aliyuncs.com
      password: "ALIYUN_PASSWORD"

存储优化：使用对象存储（如MinIO）

# 修改common/config/registry/config.yml
storage:
cache:
  layerinfo: redis
s3:
  accesskey: minioadmin
  secretkey: minioadmin
  region: us-east-1
  bucket: harbor-registry
  encrypt: false

三、Docker镜像构建与推送

3.1 SpringBoot应用Docker化

多阶段构建示例（Dockerfile）：
```dockerfile
构建阶段
FROM maven:3.8.6-jdk11 AS build
WORKDIR /app
COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline
COPY src ./src
RUN mvn package -DskipTests

运行阶段

FROM openjdk:11-jre-slim
WORKDIR /app
COPY —from=build /app/target/*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT [“java”,”-jar”,”app.jar”]


2. **构建优化技巧**：
- 使用`.dockerignore`文件排除无关文件
- 启用BuildKit加速构建：
```bash
export DOCKER_BUILDKIT=1
docker build --progress=plain -t myapp:1.0 .

3.2 镜像推送流程

登录Harbor：

docker login harbor-server --username=admin --password=Harbor12345

标记并推送：

docker tag myapp:1.0 harbor-server/library/myapp:1.0
docker push harbor-server/library/myapp:1.0

漏洞扫描：
```bash

使用Trivy扫描本地镜像
trivy image —severity CRITICAL myapp:1.0

Harbor界面自动扫描配置

在Project设置中启用自动扫描策略


# 四、K8s环境部署
## 4.1 资源定义文件示例
1. **Deployment配置**（myapp-deployment.yaml）：
```yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: harbor-server/library/myapp:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080
        resources:
          requests:
            cpu: "500m"
            memory: "512Mi"
          limits:
            cpu: "1000m"
            memory: "1Gi"
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10

Service配置（myapp-service.yaml）：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp-service
spec:
selector:
 app: myapp
ports:
 - protocol: TCP
   port: 80
   targetPort: 8080
type: ClusterIP

4.2 部署最佳实践

镜像拉取策略：

spec:
containers:
- image: harbor-server/library/myapp:1.0
 imagePullPolicy: IfNotPresent  # 生产环境建议Always

配置管理：

# 使用ConfigMap存储配置
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: app-config
data:
application.properties: |
 spring.datasource.url=jdbc//mysql-service:3306/db

HPA自动扩缩容：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: myapp-hpa
spec:
scaleTargetRef:
 apiVersion: apps/v1
 kind: Deployment
 name: myapp
minReplicas: 2
maxReplicas: 10
metrics:
- type: Resource
 resource:
   name: cpu
   target:
     type: Utilization
     averageUtilization: 70

五、运维与优化

5.1 监控体系搭建

Prometheus配置：

# 添加ServiceMonitor
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
name: myapp-monitor
spec:
selector:
 matchLabels:
   app: myapp
endpoints:
- port: web
 interval: 30s
 path: /actuator/prometheus

Grafana仪表盘：

导入SpringBoot Actuator模板（ID：3151）
关键监控指标：
- JVM内存使用率
- 请求吞吐量（requests/sec）
- 错误率（5xx占比）

5.2 持续集成流程

Jenkins流水线示例：

pipeline {
agent any
stages {
 stage('Build') {
   steps {
     sh 'mvn clean package'
     sh 'docker build -t myapp:${BUILD_NUMBER} .'
   }
 }
 stage('Scan') {
   steps {
     sh 'trivy image --severity CRITICAL myapp:${BUILD_NUMBER}'
   }
 }
 stage('Push') {
   steps {
     withCredentials([usernamePassword(credentialsId: 'harbor-cred', 
                      usernameVariable: 'USER', passwordVariable: 'PASS')]) {
       sh 'docker login harbor-server -u $USER -p $PASS'
       sh 'docker tag myapp:${BUILD_NUMBER} harbor-server/library/myapp:${BUILD_NUMBER}'
       sh 'docker push harbor-server/library/myapp:${BUILD_NUMBER}'
     }
   }
 }
 stage('Deploy') {
   steps {
     sh 'kubectl set image deployment/myapp myapp=harbor-server/library/myapp:${BUILD_NUMBER}'
   }
 }
}
}

5.3 故障排查指南

镜像拉取失败：

# 检查节点docker日志
journalctl -u docker -n 100 --no-pager
# 验证insecure-registries配置
cat /etc/docker/daemon.json

Pod启动异常：

# 获取详细事件
kubectl describe pod <pod-name>
# 查看容器日志
kubectl logs <pod-name> -c myapp --previous

Harbor性能优化：

数据库调优：修改/harbor/common/config/database/core.env
```
DB_CONNECTION_POOL_SIZE=100
DB_MAX_IDLE_CONNS=50
```

缓存配置：调整Redis内存策略

# 在Redis节点执行
config set maxmemory 2gb
config set maxmemory-policy allkeys-lru

六、安全加固建议

6.1 网络策略实施

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: restrict-myapp
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: myapp
  policyTypes:
  - Ingress
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: ingress-nginx
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 8080

6.2 镜像签名验证

生成签名密钥：
```
cosign generate-key-pair
```

签名镜像：

cosign sign --key cosign.key harbor-server/library/myapp:1.0

K8s验证配置：

# 在Deployment中添加注解
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/pod: runtime/default
container.apparmor.security.beta.kubernetes.io/myapp: runtime/default
cosign.sigstore.dev/signature: "eyJhbGciOiJFUzI1NiIsImtpZCI6..."

通过上述完整流程，开发者可在K8s环境中构建起企业级的Docker镜像管理体系，实现SpringBoot应用的高效部署与运维。实际实施时需根据具体业务场景调整参数配置，建议先在测试环境验证后再迁移至生产环境。

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1.1 基础设施要求

1.2 组件版本选择

二、Harbor私有仓库搭建

2.1 安装前配置

2.2 Harbor部署流程

2.3 高级配置技巧

三、Docker镜像构建与推送

3.1 SpringBoot应用Docker化

构建阶段

运行阶段

3.2 镜像推送流程

使用Trivy扫描本地镜像

Harbor界面自动扫描配置

在Project设置中启用自动扫描策略

4.2 部署最佳实践

五、运维与优化

5.1 监控体系搭建

5.2 持续集成流程

5.3 故障排查指南

六、安全加固建议

6.1 网络策略实施

6.2 镜像签名验证

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