Kubernetes DNS服务简介

Kubernetes DNS服务简介

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介绍

域名系统（DNS）是一种用于将各种类型的信息（例如IP地址）与易于记忆的名称相关联的系统。 默认情况下，大多数Kubernetes群集会自动配置内部DNS服务，以便为服务发现提供轻量级机制。 内置的服务发现使应用程序更容易在Kubernetes集群上相互查找和通信，即使在节点之间创建，删除和移动pod和服务时也是如此。

最近版本的Kubernetes中Kubernetes DNS服务的实现细节已经改变。 在本文中，我们将介绍Kubernetes DNS服务的kube-dns和CoreDNS几个不同的实现版本。 我们一起来看看它们的运作方式以及Kubernetes生成的DNS记录。

如果你想在开始之前就更全面地了解DNS，请阅读“ DNS术语，组件和概念简介 ”。 对于您可能不熟悉的任何Kubernetes主题，您可以阅读“ Kubernetes简介 。”

Kubernetes DNS服务提供什么？

在Kubernetes版本1.11之前，Kubernetes DNS服务基于kube-dns。 1.11版引入了CoreDNS来解决kube-dns的一些安全性和稳定性问题。

无论处理实际DNS记录的软件如何，两种实现都以类似的方式工作：

• 创建名为kube-dns的服务和一个或多个pod。
• kube-dns服务监听来自Kubernetes API的服务service和端点endpoint事件，并根据需要更新其DNS记录。 创建，更新或删除Kubernetes服务及其关联的pod时会触发这些事件。
• kubelet将每个新pod的/etc/resolv.conf名称服务器选项设置为kube-dns服务的集群IP，并使用适当的搜索选项以允许使用更短的主机名：

resolve.conf

nameserver 10.32.0.10

search namespace.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local

options ndots:5

• 然后，在容器中运行的应用程序可以将主机名（例如example-service.namespace）解析为正确的群集IP地址。

Kubernetes DNS记录示例

Kubernetes服务的完整DNS A记录类似于以下示例：

一个pod会有这种格式的记录，反映了pod的实际IP地址：

此外，为Kubernetes服务的命名端口创建SRV记录：

所有这些的结果是内置的，基于DNS的服务发现机制，您的应用程序或微服务可以在其中定位一个简单一致的主机名，并可以访问群集上的其他服务或pod。

搜索域和解析较短的主机名

由于 resolv.conf 文件中列出了搜索域后缀，所以您通常不需要使用完整主机名来访问其他服务。 如果要在同一命名空间中寻址其它服务，则只需使用服务名称即可：

如果服务位于不同的命名空间中，请将其添加：

如果您要定位pod，则至少需要像以下所示使用：

正如我们在默认的resolv.conf文件中看到的那样，只有.svc后缀会自动完成，因此请确保指定.pod之前的所有内容。

现在我们已经了解了Kubernetes DNS服务的实际用途，让我们来看看两个不同实现的一些细节。

Kubernetes DNS实现细节

如上一节所述，Kubernetes 1.11版引入了处理kube-dns服务的新版本CoreDNS。 这样做的动机是提高服务的性能和安全性。 我们先来看看原始的kube-dns实现。

kube-dns

Kubernetes 1.11之前的kube-dns服务由在kube-system命名空间中的kube-dns pod中运行的三个容器组成。 这三个容器是：

• kube-dns：运行SkyDNS的容器，用于执行DNS查询解析
• dnsmasq：流行的轻量级DNS解析器和缓存，用于缓存SkyDNS的响应
• sidecar：一个sidecar容器，用于处理指标报告并响应服务的运行状况检查

Dnsmasq中的安全漏洞以及SkyDNS的扩展性能问题导致了被CoreDNS所替换。

CoreDNS

从Kubernetes 1.11开始，新的Kubernetes DNS服务，CoreDNS已升级为GA。 这意味着它已准备好用于生产，并且将成为许多安装 工具 和托管Kubernetes提供商的默认集群DNS服务。

CoreDNS，用 Go 编写且单一进程，它涵盖了以前系统的所有功能： 单个容器解析并缓存DNS查询，响应运行状况检查并提供指标。

除了解决与性能和安全相关的问题之外，CoreDNS还修复了一些其他小错误并添加了一些新功能：

• 修复了使用stubDomains和外部服务之间不兼容的一些问题
• CoreDNS可以通过随机化返回某些记录的顺序来增强基于DNS的round-robin负载平衡
• autopath功能可以在解析外部主机名时提高DNS响应时间，方法是更好地遍历resolv.conf中列出的每个搜索域后缀
• 如果使用kube-dns的话，10.32.0.125.namespace.pod.cluster.local将始终解析为10.32.0.125，即使pod实际上不存在。 CoreDNS具有“已验证的pod”模式，只有当存在具有正确IP且位于右侧命名空间的pod时，才会成功解析。

有关CoreDNS及其与kube-dns的不同之处的更多信息，您可以阅读 Kubernetes CoreDNS GA公告 。

其他配置选项

kubernetes运营商通常希望自定义其pod和容器如何解析某些自定义域，或者需要调整上游名称服务器或搜索resolv.conf中配置的域后缀。 您可以使用pod规范的dnsConfig选项执行此操作：

example_pod.yaml

yaml

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  namespace: example

  name: custom-dns

spec:

  containers:

    - name: example

      image: nginx

  dnsPolicy: "None"

  dnsConfig:

    nameservers:

      - 203.0.113.44

    searches:

      - custom.dns.local

更新此配置将重写pod的resolv.conf以启用更改。 配置直接映射到标准的resolv.conf选项，因此上面的配置将新增 nameserver 203.0.113.44 和 search custom.dns.local 这几行。

结论

在本文中，我们介绍了Kubernetes DNS为开发人员提供了哪些服务的基础知识，展示了service和pod的一些DNS记录示例，讨论了不同的Kubernetes版本上的不同实现，并突出显示了一些可用于自定义pod解析DNS查询的其他配置选项。