DaoCloud 镜像加速器
Docker 加速器
Docker 加速器是 DaoCloud 推出的 Docker Hub Mirror 服务的官方名称。
Docker 官方对 Mirror 的定义：
Such a registry is provided by a third-party hosting infrastructure but is targeted at their customers only. Some mechanism ensures that public images are pulled from a sponsor registry to the mirror registry, to make sure that the customers of the third-party provider can docker pull those images locally.
Mirror 是 Docker Registry 的一种特殊类型，它起到了类似代理服务器的缓存角色，在用户和 Docker Hub 之间做镜像的缓存。这个功能的设计目的是为了企业客户访问 Docker Hub 时降低网络开销。
加速器是什么？
DaoCloud 加速器是我们为中国开发者提供的 Docker Hub Mirror 服务。DaoCloud 的博客有两篇文章非常详细的介绍了 Docker Hub Mirror 的工作机制，和 DaoCloud 加速器的后台架构：
Docker 镜像的分层文件系统是非常有趣的创新，作为 Docker 用户，大家感兴趣可以阅读 DaoCloud 成员孙宏亮撰写的 Docker 源码分析系列中有关 Docker镜像 的文章。
使用加速器的必要性
- 使用 Docker 的时候，需要经常从官方获取镜像。由于显而易见的网络原因，获取镜像的过程较慢，令人非常痛苦。因此 DaoCloud 推出 Docker 加速器解决这个难题。Docker 加速器利用 Docker 官方的 Mirror 机制，一次配置，无缝使用。
- 值得一提的是，DaoCloud 系统本身也是加速器的重度用户。我们在运行 Docker 的机器上都配置了加速器服务，有效的节省了抓取镜像的时间。
加速方法
请先确定您的 Docker 版本高于 1.3.2。
然后参考 控制台中加速器 的操作手册。
Mirror 与 Private Registry 的区别
二者有着本质的差别。
- Private Registry 是开发者或者企业自建的镜像存储库，通常用来保存企业内部的 Docker 镜像，用于内部开发流程和产品的发布、版本控制。
- Mirror 是一种代理中转服务，我们提供的 Mirror 服务，直接对接 Docker Hub 的官方 Registry。Docker Hub 上有数以十万计的各类 Docker 镜像。
- 在使用 Private Registry 时，需要在 Docker Pull 或 Dockerfile 中直接键入 Private Registry 的地址，通常这样会导致与 Private Registry 的绑定，缺乏灵活性。
- 使用 Mirror 服务，只需要在 Docker 守护进程（Daemon）的配置文件中加入 Mirror 参数，即可在全局范围内透明的访问官方的 Docker Hub，避免了对 Dockerfile 镜像引用来源的修改。
加速器与其他第三方提供的镜像有何区别？
- 加速器机制（Mirror 机制）是 Docker 的官方机制，兼容性好，方便，安全，高效。
- 加速器机制是 Docker 官方推出，在 1.3.2 版本之后提供长期的稳定支持，今后官方会在 Mirror 之上做更多的功能。
- 加速器可以 Docker 无缝集成，无需修改 Dockerfile，也无需修改命令。
- 加速器直接使用 Docker 官方的镜像，由于有 Docker 内置安全机制，可以确保不会有任何篡改。相比与其他第三方镜像，不会有安全隐患更不会留有后门。
为什么我使用加速器后，没有明显提速？
- 请确保您的 docker 版本是 1.3.2 及以上，您可以使用
docker -v查看您当前的版本。并且确保当您启动Docker Deamon进程时指定了–-registry-mirror参数，您可以参考加速器页面的“操作手册”获得详尽的配置帮助。
工作原理
Mirror 是 Docker 的官方机制，它是 Registry 的一种特殊类型，在部署了 Registry 之后，需要开启 Mirror 模式并做一定的配置。具体的流程如下图：
准备工作
- 在公有云环境部署 Mirror Registry，并优化存储和网络访问（后文会详述）。
- 在客户端，修改 Docker 的配置文件，添加
--registry-mirror参数（Mirror 控制台中有详细的配置步骤）。
Docker 加速器云端部署架构
下图是 DaoCloud 在搭建 Mirror 服务时，采用的架构：
我们选择了 UCloud 和七牛云存储。这样的架构是基于以下的几个考虑：
- 我们的 Mirror 服务主节点位于 UCloud 北京 BGP 机房。BGP 机房网络上行下行的速度都非常快，有助于获得稳定高速的对外访问带宽，在 Docker Hub Regsitry 下载 Image，获得不错的速度。
- 我们扩展了 Mirror 的 Registry Disk Driver，使它可以支持 UCloud 的 UDisk 服务。
- BGP 机房的云主机需要绑定外网 IP，并且是根据带宽收费。提供类似镜像下载服务，开销巨大。因此我们把下载缓存完成后的静态镜像文件，定期同步到七牛云，即降低了带宽成本，同时也享受到了 CDN 的加速。
工作流程
Docker Hub 由 Index 和 Registry 构成，Index 保存镜像层（Image Layer）的散列值（Hash）和关联关系等元数据（Metadata），Registry 用于存储镜像层的实际二进制数据。在客户端没有配置 --registry-mirror 参数的情况下，每一次镜像抓取，客户端都会先连接 Index 获取元数据，然后再连接 Registry 获取实际的Image文件。由于 Docker Hub 的 Index 节点和 Regsitry 都部署国外，国内用户访问，经常遭遇连接超时或中断的情况，下载速度也极其缓慢。
在启用了 Mirror 之后，访问流程如下：
- 客户端的 Docker 守护进程（Daemon）连接 Index 获取元数据，这一部分的数据量极小，直连国外的速度可以忍受。
- 根据元数据的信息，Docker 的守护进程与 Mirror 服务器建立连接。如果抓取的镜像在 Mirror 上已经有缓存，就直接在 Mirror 上返回地址并下载。
- 如果镜像在 Mirror 并无缓存，Mirror 会与 Docker Hub Registry 建立连接，下载镜像，提供给用户的同时，在本地缓存。
- Mirror 下载 Docker Hub 镜像采用流传输的方式，即可以一边下载，一边提供给客户端的 Docker 守护进程，不必等待镜像完成下载。
通过以上的描述，可以发现，对于常用的镜像，Mirror 缓存命中率会非常高，如 Ubuntu 等基础镜像，这会极大的提高下载速度。同时 Docker 镜像采用分层的结构，即使镜像被更新，也只会下载被更新的数据层。
Mirror 服务亦可以通过网络优化，加速对远端 Docker Hub Registry 的访问速度，如采用高速的商业 VPN 建立从 Mirror 到 Docker Hub Registry 的访问。通过七牛等云存储和 CDN 分发网络，会进一步提高国内客户端的下载速度。