Docker注册表的主要目的是存储和分发Docker镜像，看似是一个相对简单的任务，但是如果遇到了像Uber这样的大规模计算集群，就很容易成为可伸缩性的瓶颈。在多区域和混合云系统的计算环境中，镜像分发会变得更具挑战性。

为了解决遗留Docker注册表堆栈的性能问题，Uber的集群管理团队开发了一个开源对等（P2P）Docker注册表kraken。

Docker容器是Uber基础设施的基础构建块，但是随着计算集群数量和大小的增加，一个简单的带有sharding和缓存的Docker注册表设置无法跟上高效分发Docker映像所需的吞吐量。

Kraken重点关注在可扩展性和可用性方面，用于混合云环境中的Docker镜像管理、复制和分发。支持可插拔的后端，Kraken可以作为分发层插入到现有的Docker注册表设置中。

图1 Docker图像层分布在Kraken集群中的可视化

架构

在Kraken研发时，Uber探索了多种设计，最终选择了p2p架构。Kraken使用针对数据中心网络环境定制的P2P协议，并在企业级改进了微服务生命周期管理。

代替管理数据块，Kraken支持可插入存储选项，可以插入可靠的blob存储选项，如S3、HDFS或其他注册表，且存储接口简单，易于添加新选项。

另外，Kraken在现有的成熟技术上建立了独特的数据分发解决方案，支持自我修复，易于维护，支持集群之间的无损和基于规则的异步复制。

大规模的性能改进

2018年年初，Kraken首次部署在了Uber中，其在遗留Docker注册表堆栈中遇到的性能问题迎刃而解。

据悉，在Uber最繁忙的时候，Kraken集群每天分发超过100万个blob，其中有10万个分发的blob大小超过1GB或更多。在生产高峰期，Kraken可以在30秒内分发20000个100MB到1GB的blob。

Kraken的高可扩展性使其能够支持至少8000台主机的集群，并以超过集群中主机最大下载速度限制50%的速度分发Docker镜像。另外，对Kraken来说，集群和镜像大小对下载速度没有显著影响。

自内部发布以来，Kraken一直被用于管理和分发Uber的所有Docker镜像。这次将该工具开源出来，Uber表示希望能够激发有关工程和设计最佳实践的讨论，以便与Docker一起构建一个适应性强且可靠的基础设施。