Kubernetes建立数据中心级apt镜像站点

2021-12-29 03:35:23

对于企业级开发团队，搭建软件包的镜像站点（以及Docker Images Registry镜像站点）是减少网络带宽占用、加速软件开发过程的必备措施。

本文持续更新，地址 https://my.oschina.net/u/2306127/blog/2032372
本文代码仓库，请按照自己的资源配置参数进行修改使用。
- 地址 https://github.com/openthings/kubernetes-tools/apt-mirror

1、基本用法

对与Ubuntu（以及其他基于deb的系统）来说，一般有几种方法：

建立Ubuntu apt的本地Mirror，使用apt-mirror来做，比较简单。适合小规模团队（<20人）。
使用容器技术搭建apt镜像站，将镜像工具和镜像服务（apt-mirror-http-server）都放到了容器里运行，更好管理。适合中等规模团队（<50人）。
使用Kubernetes建立apt镜像服务，将镜像工具和镜像服务放到K8s集群中运行。可以满足任何规模团队的需要。

上面的这几种方法都是使用apt-mirror来完成，需要配置镜像参数，指定需要的版本。

2、高级用法

如果需要完整的Ubuntu Archive镜像，可以编写一个脚本（参考：创建Ubuntu安装包服务镜像的脚本），使用rsync全部镜像Ubuntu archive仓库，速度更快，但会占用较大的磁盘空间（>1TB），初始同步需要较多的时间。然后，再创建一个Nginx实例提供服务。

第一步，创建CronJob

为了便于管理，我将同步脚本创建为一个容器，然后挂载到Kubernetes中的定时任务中执行。

A、同步脚本

内容如下：

#/bin/dash fatal() {
 echo "$1" exit 1
}

warn() {
 echo "$1"
}

# Find a source mirror near you which supports rsync on # https://launchpad.net/ubuntu/+archivemirrors # rsync://<iso-country-code>.rsync.archive.ubuntu.com/ubuntu should always work #RSYNCSOURCE=rsync://archive.ubuntu.mirror.isp.com/ubuntu # 实验发现rsync不通了，用下面这个：
RSYNCSOURCE=archive.ubuntu.com::ubuntu

# Define where you want the mirror-data to be on your mirror #BASEDIR=/var/www/ubuntuarchive/  # 改成自己的目录： #BASEDIR=/media/smw/Appdata/ipfs-export/mirrors/ubuntu
BASEDIR=/home/mirror-ubuntu

echo "From:" $RSYNCSOURCE echo "To:" $BASEDIR if [ ! -d ${BASEDIR} ]; then
 warn "${BASEDIR} does not exist yet, trying to create it..."
 mkdir -p ${BASEDIR} || fatal "Creation of ${BASEDIR} failed." fi

rsync --recursive --times --links --safe-links --hard-links \
 --stats \
 --exclude "Packages*" --exclude "Sources*" \
 --exclude "Release*" --exclude "InRelease" \
 ${RSYNCSOURCE} ${BASEDIR} || fatal "First stage of sync failed."

rsync --recursive --times --links --safe-links --hard-links \
 --stats --delete --delete-after \
 ${RSYNCSOURCE} ${BASEDIR} || fatal "Second stage of sync failed."

date -u > ${BASEDIR}/project/trace/$(hostname -f)

B、容器创建Dockerfile

内容如下：

#This Docker Mirror Ubuntu Archive to a persistent volume of kubernetes. #Created by openthings,2018-09-04. NO WARRANTS.  #Please visit https://github.com/openthings/kubernetes-tools/mirror-ubuntu.
FROM ubuntu:16.04

RUN apt update && \
 apt upgrade -y
RUN apt install -y rsync 

COPY mirror-ubuntu.sh /home

C、定时任务CronJob

内容如下：

apiVersion: batch/v1beta1 kind: CronJob metadata:
 name: mirror-ubuntu-cronjob
 namespace: ipfs2
spec:
 schedule: "*/1 * * * *"
 jobTemplate:
 spec:
 template:
 spec:
 restartPolicy: OnFailure
 containers:
 - name: mirror-ubuntu
 image: openthings/mirror-ubuntu
 args:
 - /bin/sh
 - /home/mirror-ubuntu.sh
 imagePullPolicy: "IfNotPresent"
 volumeMounts:
 - name: mirror-volume
 mountPath: /home/mirror-ubuntu
 subPath: mirror-ubuntu
 volumes:
 - name: mirror-volume
 persistentVolumeClaim:
 claimName: ipfs-storage-ipfs2-ipfs-0

将上面的内容保存为文件，然后运行Docker build进行容器构建和Kubectl apply安装，即可看到Kubernetes集群中job和pod被创建出来，然后Ubuntu Archive的数据开始同步。

注意，这里的ipfs-storage-ipfs2-ipfs-0是我为了下一步的工作，与IPFS服务共用的存储卷，你可以改成使用自己的PVC存储卷声明。

第二步，创建Nginx服务

创建一个Nginx服务站点，将其主目录指向上面同步的同一个存储目录，然后开启目录浏览功能。

Kubernetes中的配置文件，内容如下：

apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata:
 name: apt-mirror
 namespace: ipfs2
---
kind: Service apiVersion: v1 metadata:
 name: mirror-ubuntu-service
 namespace: ipfs2
 labels:
 app: mirror-ubuntu-service
spec:
 ports:
 - name: mirror-service
 port: 80
 type: LoadBalancer
 selector:
 app: mirror-ubuntu-service
---
kind: Deployment apiVersion: apps/v1 metadata:
 name: mirror-ubuntu-service
 namespace: ipfs2
spec:
 selector:
 matchLabels:
 app: mirror-ubuntu-service
 replicas: 1
 strategy:
 type: Recreate 
 template:
 metadata:
 labels:
 app: mirror-ubuntu-service
 spec:
 serviceAccount: apt-mirror
 containers:
 - name: mirror-ubuntu-service
 image: nginx
 ports:
 - name: mirror-service
 containerPort: 80
 securityContext:
 capabilities:
 add:
 - DAC_READ_SEARCH
 - SYS_RESOURCE
 env:
 - name: RESYNC_PERIOD
 value: 2h
 imagePullPolicy: "IfNotPresent"
 volumeMounts:
 - name: mirror-volume
 mountPath: /usr/share/nginx/html
 subPath: mirror-ubuntu
 - name: mirror-volume
 mountPath: /etc/nginx/conf.d/
 subPath: mirror-ubuntu/service-config
 volumes:
 - name: mirror-volume
 persistentVolumeClaim:
 claimName: ipfs-storage-ipfs2-ipfs-0

我在其中创建了一个账户、一个Service和一个Nginx的Deployment。安装后，就可以通过浏览器来访问镜像站点了。

其中，映射了两个卷，一个为数据卷、一个为Nginx的配置文件，都对应到主存储PVC的子目录中。
Nginx为官网的镜像（没有任何定制修改），启动时从配置子目录读取参数，启用目录浏览功能。
服务使用了LoadBalancer，本地集群可以安装MetalLB来实现，云上使用厂商提供的负载均衡器。

第一次同步的时间比较长（下载将近1TB，一般要7天左右）。以后只是更新，就快多了。

因为使用了Kubernertes，需要的话可以对Nginx服务站点进行伸缩，遇到故障时系统可以自动重启或节点漂移，可以满足大规模数据中心级的软件安装和更新的需要。为了更高的可靠性，Kubernetes集群本身应该配置Master高可用机制，存储系统应该有备份和多拷贝。

3、极速方法

正如上面所述，这种镜像机制可以对内部网的软件安装和更新过程大幅度加速，但是目前传输速度还是不够快，而且依赖于上级的镜像站点的可靠性。如果与BT和IPFS之类的p2p传输机制结合，将会进一步带来速度和可靠性的大幅度提升。

参考：使用IPFS搭建Ubuntu apt 镜像站点

目前的状态，还存在一些障碍有待攻克，但是随着IPFS等的改进和FileCoin的推出和完善，这一方案最终是完全可行的，留待后述。

本文转自掘金-Kubernetes建立数据中心级apt镜像站点

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