用 Nginx 来做私有 docker registry 的安全控制
docker registry 介绍
docker registry 就是管理 docker 镜像的服务， Docker 公司维护的 registry 就是 http://hub.docker.com ，它可以让我们方便的下载预先做好的镜像。
$ docker pull ubuntu
上面的命令就是缺省的从这个Docker官方源下载。在国内为了加快访问，你也可以使用 docker.cn 的服务，他们同步了常用的镜像，使用也非常方便，如：
$ docker pull docker.cn/docker/ubuntu
大部分公司在推广使用 docker 时，都会为了使用方便，在公司内部自己架设一个，不仅仅是为了安全、节省大量的带宽，而且也可以有效推动内部对docker的有效利用，如下图:
Docker公司的 docker registry也是开源的，我们可以很容易的架设自己的私有docker registry，启动时典型的docker方式，就是：
$ docker run -d -p 5000:5000 registry
使用也很简单了，下面的命令就是把官方的ubuntu镜像放在私有的registry：
$ docker tag ubuntu company.com:5000/ubuntu $ docker push company.com:5000/ubuntu
不过他有以下几个问题：
- registry缺省没有安全权限的设置，任何人都可以pull、push，这个基本上是不能接受的。
- 十月发布的docker 1.3.x版本的发布有很多新的功能，但也强制基本鉴定（basic authentication）必须使用https，极其烦人。
这篇博客就把作者做的一些实验分享给大家，让你也能在docker环境下起这些服务体会一下，再简单解释一下是如何用nginx来怎么这些问题。所有的实验都是在Windows boot2docker的环境下完成，理解后在其他docker环境应该也一样。
先会把成功的环境演示一下，后面再把其中的技术稍微解释一下。
演示环境说明
让我们先来看看这个nginx+registry的服务是怎么组成的。
dokk.co 这是docker服务器的名字也就是你的公司docker私有服务器的地址，因为https的SSL证书不能用IP地址，我就随便找了个名字，做实验没有问题。
registry 服务器作为上游服务器处理docker镜像的最终上传和下载，用的是官方的镜像。
nginx 是一个用nginx作为反向代理服务器，通过模块提供https的ssl的认证和basic authentication，加上必要的配置，用的是我自己做的一个镜像 larrycai/nginx-auth-proxy 。
这里可以看到典型的互联网服务，nginx把这些https、认证服务搞定，registry关注docker的镜像服务就可以了。
可以很方便的启动这些服务，命令如下：
$ docker run -d --name registry -p 5000:5000 registry $ docker run -d --name nginx --link registry:registry -p 443:443 larrycai/nginx-auth-proxy
命令稍加解释一下
--name registry:这是docker的容器链接(link)技术，为了方便 nginx 容器的访问 registry（对应 --link registry:registry )，稍后还有解释。
-p 5000:5000 registry 作为上游服务器，这个 5000 端口可以不用映射出来，因为所有的外部访问都是通过前端的nginx来提供，nginx 可以在私有网络访问 registry 。端口映射出来只是为了方便调试，确保查看 registry 是否独立也能工作。
-p 443:443 就是对外服务的https端口。
尝试
多说无益，尝试一下，看看到底现在可以能做啥了。
Registry服务
先验证 registry 是否正常：
$ docker pull hello-world # 这个hello world包很小，适合做实验
$ docker tag hello-world localhost:5000/hello-world
$ docker push localhost:5000/hello-world
The push refers to a repository [localhost:5000/hello-world] (len: 1)
Sending image list
Pushing repository localhost:5000/hello-world (1 tags)
511136ea3c5a: Image successfully pushed
7fa0dcdc88de: Image successfully pushed
ef872312fe1b: Image successfully pushed
Pushing tag for rev [ef872312fe1b] on {http://localhost:5000/v1/repositories/hello-world/tags/latest} 结果一切正常，registry已经能提供后端的 docker registry 服务了。
docker的HTTPS服务
现在看看nginx的https服务怎么样，先用curl命令。（ larrycai:passwd 是我预先放置的用户和密码）
$ curl -i -k https://larrycai:[email protected]
噢
curl: (6) Couldn't resolve host 'dokk.co'
对了，这是自己杜撰的域名，需要在 /etc/hosts的localhost 后面加上 dokk.co ，如下。
$ cat /etc/hosts 127.0.0.1 boot2docker localhost localhost.local dokk.co
再来一次尝试一下
$ curl -i -k https://larrycai:[email protected] HTTP/1.1 200 OK Server: nginx/1.6.2 Date: Sat, 29 Nov 2014 09:21:18 GMT Content-Type: application/json Content-Length: 28 Connection: keep-alive Expires: -1 Pragma: no-cache Cache-Control: no-cache "\"docker-registry server\""
说明连通了 nginx 和 registry 。说句实话，以前我没玩过nginx，看到这么简单，还是有点小激动，这么容易。
实际上也打开浏览器访问 https://192.168.59.103 , 192.168.59.103是 boot2docker 的VM的IP地址(你可以换成你的docker机器的IP地址）
忽略安全告警后，输入用户名和密码 larrycai:passwd ，还是正确的访问到了上游的registry了。我用的是chrome，如果是IE，可能会要你存盘才能看到 "\"docker-registry server\"" 这行字符串。
docker 的 login 服务
如果我们希望 docker push 需要访问控制的话，在docker中是通过 docker login 先来登录的，成功后的配置信息存放在 ~/.dockercfg 。
先来试试不登录的情况：
$ docker tag hello-world dokk.co/hello-world $ docker push dokk.co/hello-world The push refers to a repository [dokk.co/hello-world] (len: 1) Sending image list
看上去没啥反应，也没报啥错，但是明显没有 push 上去，再去docker的log（ /var/lib/boot2docker/docker.log ）中查查
docker@boot2docker:~$ tail -f /var/lib/boot2docker/docker.log [debug] http.go:162 https://dokk.co/v1/repositories/hello-world/ -- HEADERS: map[User-Agent:[docker/1.3.2 go/go1.3.3 git-commit/39fa2fa kernel/3.16.7-tinycore64 os/linux arch/amd64] Authorization:[Basic Og==]] Error: Status 401 trying to push repository hello-world: <html> <head><title>401 Authorization Required</title></head> <body bgcolor="white"> <center><h1>401 Authorization Required</h1></center> <hr><center>nginx/1.6.2</center> </body> </html> [00246b13] -job push(dokk.co/hello-world) = ERR (1)
可以发现提示需要鉴权，和预想的一样（这里要理解是docker的daemon和registry交互而不是docker客户）
好吧，先用docker登陆是否成功。
$ docker login -u larrycai -p passwd -e [email protected] dokk.co 2014/11/29 12:42:12 Error response from daemon: Server Error: Post https://dokk.co/v1/users/: x509: certificate signed by unknown authority
OMG，镜像内部放的自签名证书它不相信，我们需要把服务器的根证书在docker这端自己认证一下。
让我们把我做 dokk.co 的根证书 ca.pem 下载下来，再加入到 boot2docker 的证书（ /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt ）中。当然为了演示方便， ca.pem 已经放在容器中了，你可以直接把它拷贝出来。( docker cp 是个好命令，别忘了）
$ docker cp nginx:/ca.pem $PWD $ cat ca.pem | sudo tee -a /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
不好意思，证书是docker的daemon需要用到的，docker服务需要重启。先停掉服务是个好习惯（体会到加 --name 的好处了吧）。
$ docker rm -f registry nginx $ sudo /etc/init.d/docker restart
然后再次运行registry和nginx服务，然后 login
$ docker run -d --name registry -p 5000:5000 registry $ docker run -d --name nginx --link registry:registry -p 443:443 larrycai/nginx-auth-proxy $ docker login -u larrycai -p passwd -e [email protected] dokk.co Login Succeeded
再上传试试
$ docker tag hello-world dokk.co/hello-world
$ docker push dokk.co/hello-world
Sending image list
Pushing repository dokk.co/hello-world (1 tags)
511136ea3c5a: Image successfully pushed
7fa0dcdc88de: Image successfully pushed
ef872312fe1b: Image successfully pushed
Pushing tag for rev [ef872312fe1b] on {https://dokk.co/v1/repositories/hello-world/tags/latest} 一切完美，测试结束，永远的v5。
技术讨论
现在来简单过一遍一些技术要点，不懂nginx的话也没多大关系，看懂关键点，多做实验。
basic auth
可以在 Dockerfile 中看到 nginx 编译的时候加载了 http_auth_request 模块 RUN curl -s http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz | tar -xz -C /tmp \ && cd /tmp/nginx-1.6.2 \ && ./configure --with-http_ssl_module --with-http_auth_request_module && make && make install
然后在 nginx.conf 中配好用户名密码文件 docker-registry.htpasswd ，这个文件是有 htpasswd 命令产生。
location / {
auth_basic "Restricted";
auth_basic_user_file docker-registry.htpasswd; # larrycai:passwd
proxy_pass http://docker-registry;
} 你可以试着进入 nginx 容器，运行 htpasswd 命令（ docker exec 也是一个神奇的命令）
$ docker exec -it nginx bash root@ea80e44b037b:/# htpasswd -c .htpasswd newuser New password: Re-type new password: Adding password for user newuser root@ea80e44b037b:/# cat .htpasswd newuser:$apr1$ZVVA17EI$pGLB1MtHbyML.K/ZfWNHD1
https ssl认证
上面可以看到， nginx 编译的时候加载了 http_ssl 模块。在 Dockerfile 中把预先创好的证书文件 server.crt/server.key 放到镜像中
ADD server.crt /etc/ssl/certs/docker-registry ADD server.key /etc/ssl/private/docker-registry
然后在 nginx.conf 中把 ssl 开关打开，配好证书。
ssl on; ssl_certificate /etc/ssl/certs/docker-registry; ssl_certificate_key /etc/ssl/private/docker-registry;
关于https自签名证书的问题，自己可以搜索学习，我是照着 Building private Docker registry with basic authentication 做的，关键是还要保留CA的证书，应该可以从浏览器中导出，我就直接放在镜像里了。
在 boot2docker 下如何处理证书，可以查看 boot2docker的issues #347 。现在重启后，证书目录会重置，现在可以放在脚本中 /var/lib/boot2docker/bootlocal.sh 自动加载，代码如下。
#!/bin/sh cat /var/lib/boot2docker/ca.pem | sudo tee -a /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
nginx 到 docker registry
这个如果有 nginx 的知识一看就明白了，不懂的话，直接使用就好了，官方配置 https://github.com/docker/docker-registry/tree/master/contrib/nginx ，主要就是下面一些代码
proxy_set_header Host $http_host; # required for docker client's sake
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # pass on real client's IP
proxy_set_header Authorization ""; # see https://github.com/dotcloud/docker-registry/issues/170
proxy_read_timeout 900;
client_max_body_size 0; # disable any limits to avoid HTTP 413 for large image uploads
chunked_transfer_encoding on; # required to avoid HTTP 411: see Issue #1486 (https://github.com/dotcloud/docker/issues/1486)
root /usr/local/nginx/html;
index index.html index.htm;
location / {
auth_basic "Restricted";
auth_basic_user_file docker-registry.htpasswd; # testuser:testpasswd & larrycai:passwd
proxy_pass http://docker-registry;
}
location /v1/_ping {
auth_basic off;
proxy_pass http://docker-registry;
}
location /_ping {
auth_basic off;
proxy_pass http://docker-registry;
} 摘要
在这篇博客中，我们演示了如何用Nginx作为前端服务器来解决Docker 私有registry的安全认证问题，通过它，你应该可以架设一个可以使用的安全的私有regsitry。
- 用nginx配好basic auth (使用htpasswd）
- 做好https自签名证书
- 用nginx配好https服务
- 把CA根证书导入要访问的docker机器
所有的代码你都可以在 github上的larrycai/nginx-auth-proxy 上找到。
当然现在常用的 pull 命令下载镜像也要认证了，在公司内部会非常讨厌，最好是可以匿名访问。而且一些出错处理也很简单，这些用nginx是比较容易实现的，有机会的话，我会再写博客讲解，如果你有好的方案的话，也请告知。