kubernetes DNS服务详细介绍

系统管理员 2023-02-26 07:25 30阅读 0赞

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#     #

# 自定义DNS服务 #

下面介绍了如何配置DNS Pod和自定义DNS解析过程。在Kubernetes1.11 和更高版本中，CoreDNS位于GA并且默认情况下与kubeadm一起安装。

*  介绍
 *  CoreDNS
 *  Kube-dns
 *  CoreDNS 配置等同于 kube-dns
 *  迁移到 CoreDNS

## 介绍 ##

DNS是使用插件管理器集群add-on自动启动的内置的Kubernetes服务。从Kubernetes v1.12 开始，CoreDNS是推荐的DNS服务器，取代了kube-dns。但是，默认情况下，某些Kubernetes安装程序工具仍可能安装kube-dns。CoreDNS 的部署，作为一个Kubernetes服务，通过静态IP的方式暴露。CoreDNS和kube-dns服务在`metadata.name`字段中均被命名为`kube-dns`。这样做是为了与依靠传统`kube-dn` 服务名称来解析集群内部地址的工作负载具有更大的互操作性。它抽象出哪个 DNS 提供程序在该公共端点后面运行的实现细节。kubelet 使用 `--cluster-dns = <dns-service-ip>` 标志将 DNS 传递到每个容器。

DNS 名称也需要域。您可在 kubelet 中使用 `--cluster-domain = <default-local-domain>` 标志配置本地域。

DNS 服务器支持正向查找（A 记录），端口发现（SRV 记录），反向 IP 地址发现（PTR 记录）等。更多信息，请参见\[Pod 和 服务的 DNS\] (/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/)。

如果 Pod 的 dnsPolicy 设置为 “`default`”，则它将从 Pod 运行所在节点上的配置中继承名称解析配置。Pod 的 DNS 解析应该与节点相同。但请参阅已知问题。

如果您不想这样做，或者想要为 Pod 使用其他 DNS 配置，则可以 使用 kubelet 的 `--resolv-conf` 标志。将此标志设置为 "” 以避免 Pod 继承 DNS。将其设置为有效的文件路径以指定除以下以外的文件 `/etc/resolv.conf`，用于 DNS 继承。

## CoreDNS ##

CoreDNS是通用的权威DNS服务器，可以用作集群DNS，符合\[dns 规范\] (https://github.com/kubernetes/dns/blob/master/docs/specification.md)。

### 1.CoreDNS ConfigMap选项 ###

CoreDNS是模块化且可插拔的 DNS 服务器，每个插件都为 CoreDNS 添加了新功能。可以通过维护Corefile，即CoreDNS 配置文件。集群管理员可以修改 CoreDNS Corefile 的 ConfigMap，以更改服务发现的工作方式。

在 Kubernetes 中，已经使用以下默认 Corefile 配置安装了 CoreDNS。

apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: coredns
      namespace: kube-system
    data:
      Corefile: |
        .:53 {
            errors
            health
            kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
               pods insecure
               upstream
               fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
            }
            prometheus :9153
            proxy ./etc/resolv.conf
            cache 30
            loop
            reload
            loadbalance
        }

Corefile 配置包括以下 CoreDNS 的 插件：

*  错误：错误记录到 stdout。
 *  健康：CoreDNS 的健康报告给 http://localhost:8080/health。
 *  kubernetes：CoreDNS 将基于 Kubernetes 的服务和 Pod 的 IP 答复 DNS 查询。您可以在 此处.

> 提供 `pods insecure` 选项是为了与 kube-dns 向前兼容。您可以使用 `pods verified` 选项，该选项仅在相同名称空间中存在具有匹配 IP 的 pod 时才返回 A 记录。如果您不使用 Pod 记录，则可以使用 `pods disabled` 选项。

‘Upstream’ 用来解析指向外部主机的服务（外部服务）。

*  prometheus：CoreDNS的度量标准以Prometheus格式在 http://localhost:9153/metrics 上提供。
 *  proxy: 不在 Kubernetes 集群域内的任何查询都将转发到预定义的解析器 (/etc/resolv.conf).
 *  cache：这将启用前端缓存。
 *  loop：检测到简单的转发循环，如果发现死循环，则中止 CoreDNS 进程。
 *  reload：允许自动重新加载已更改的 Corefile。编辑 ConfigMap 配置后，请等待两分钟，以使更改生效。
 *  loadbalance：这是一个轮询 DNS 负载均衡器，它在应答中随机分配 A，AAAA 和 MX 记录的顺序。

您可以通过修改 ConfigMap 来修改默认的 CoreDNS 行为。

### 2.使用 CoreDN配置存根域和上游域名服务器 ###

CoreDNS 能够使用 proxy plugin. 配置存根域和上游域名服务器。

#### 示例 ####

如果集群操作员的 Consul 域服务器位于 10.150.0.1，并且所有 Consul 名称都带有后缀.consul.local。要在 CoreDNS 中对其进行配置，集群管理员可以在 CoreDNS 的 ConfigMap 中创建加入以下字段。

consul.local:53 {
            errors
            cache 30
            proxy . 10.150.0.1
        }

要显式强制所有非集群 DNS 查找通过特定的域名服务器（位于172.16.0.1），请将 `proxy` 和 `forward` 指向域名服务器，而不是 `/etc/resolv.conf`。

proxy .  172.16.0.1

最终的 ConfigMap 以及默认的 `Corefile` 配置如下所示：

apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: coredns
      namespace: kube-system
    data:
      Corefile: |
        .:53 {
            errors
            health
            kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
               pods insecure
               upstream 172.16.0.1
               fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
            }
            prometheus :9153
            proxy . 172.16.0.1
            cache 30
            loop
            reload
            loadbalance
        }
        consul.local:53 {
            errors
            cache 30
            proxy . 10.150.0.1
        }

在 Kubernetes 1.10 和更高版本中，kubeadm 支持将 kube-dns ConfigMap 自动转换为 CoreDNS ConfigMap。 ***注意：尽管kube-dns接受 stubdomain 和 nameserver 的 FQDN（例如：ns.foo.com），但 CoreDNS 不支持此功能。转换期间，CoreDNS 配置中将省略所有 FQDN 域名服务器。***

## Kube-dns ##

由于 CoreDNS 现在是默认设置，因此 Kube-dns 现在可以用作可选的 DNS 服务器。正在运行的DNS Pod包含3个容器：

*  “`kubedns`”：监测 Kubernetes 主节点的服务和 Endpoints 的更改，并维护内存中的查找结构以服务    DNS 请求。
 *  “`dnsmasq`”：添加 DNS 缓存以提高性能。
 *  “`sidecar`”：提供单个运行状况检查端点，对 dnsmasq 和 Kubedns 进行健康检查。

### 配置存根域和上游 DNS 服务器 ###

集群管理员可以指定自定义存根域和上游域名服务器通过为 kube-dns (`kube-system:kube-dns`) 提供 ConfigMap。

例如，以下 ConfigMap 使用单个存根域和两个上游域名服务器设置 DNS 配置：

apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: kube-dns
      namespace: kube-system
    data:
      stubDomains: |
        {"acme.local": ["1.2.3.4"]}
      upstreamNameservers: |
        ["8.8.8.8", "8.8.4.4"]

带 “.acme.local” 后缀的 DNS 请求 被转发到侦听 1.2.3.4 的 DNS。通过 Google 公共 DNS 进行向上查询。

下表描述了具有特定域名的查询如何映射到 其目标DNS服务器：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>域名</th> 
   <th>服务器回答查询</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>kubernetes.default.svc.cluster.local</td> 
   <td>kube-dns</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>foo.acme.local</td> 
   <td>自定义 DNS（1.2.3.4）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>widget.com</td> 
   <td>上游 DNS（8.8.8.8、8.8.4.4中的一个）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

请参见 ConfigMap options 有关配置选项格式的详细信息。

#### 对 Pod 的影响 ####

自定义上游域名服务器和存根域不影响 `dnsPolicy` 设置为 “`Default`” 或 “`None`” 的 Pod。

如果 Pod 的 `dnsPolicy` 设置为 “`ClusterFirst`”，则根据是否配置了存根域和上游 DNS 服务器来不同地处理其名称解析。

**不使用自定义配置**：任何与配置不匹配的查询 集群域后缀（例如 “www.kubernetes.io”）将转发到从节点继承的上游域名服务器。

**使用自定义配置**：如果存根域和上游 DNS 服务器 配置完成后，DNS 查询将按照以下流程进行路由：：

1.首先将查询发送到 kube-dns 中的 DNS 缓存层。

1.在以下情况下，从缓存层检查请求的后缀，然后将其转发到适当的 DNS：：

\* *带集群后缀的名称*，例如 “.cluster.local”：     该请求被发送到 kube-dns。

\* *带存根域名后缀的名称*，例如 “.acme.local”：     该请求将发送到已配置的自定义 DNS 解析器，例如在 1.2.3.4 处进行侦听。

\* *名称没有匹配的后缀*，例如 “widget.com”：     该请求被转发到上游 DNS，      例如位于 8.8.8.8 和 8.8.4.4 的 Google 公共 DNS 服务器。

![format_png][]

### ConfigMap 选项 ###

kube-dns `kube-system:kube-dns` 的 ConfigMap 选项：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>领域</th> 
   <th>格式</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>stubDomains</code>（可选）</td> 
   <td>使用 DNS 后缀键（例如“ acme.local”）和由 DNS IP 的 JSON 数组组成的值的 JSON 映射。</td> 
   <td>目标域名服务器本身可以是 Kubernetes 服务。例如，您可以运行自己的 dnsmasq 副本，以将自定义 DNS 名称导出到 ClusterDNS 命名空间中。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>upstreamNameservers</code>（可选）</td> 
   <td>DNS IP的 JSON 数组。</td> 
   <td>如果指定，则这些值替换默认情况下从节点的&nbsp;<code>/etc/resolv.conf</code>&nbsp;中获取的域名服务器。限制：最多可以指定三个上游域名服务器。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 例子：存根域 ####

在此示例中，用户具有他们想与 kube-dns 集成的 Consul DNS 服务发现系统。consul 域服务器位于 10.150.0.1，所有领事名称均带有后缀 `.consul.local`。要配置 Kubernetes，集群管理员将创建以下 ConfigMap：

`yaml apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: name: kube-dns namespace: kube-system data: stubDomains: | {"consul.local": ["10.150.0.1"]}`

需要注意的是集群管理员不希望覆盖节点的上游域名服务器，所以他们没有指定可选的 `upstreamNameservers` 字段。

##### 示例：上游域名服务器 #####

在此示例中，集群管理员希望显式强制所有非集群 DNS 查找通过其自己的域名服务器172.16.0.1）。在这种情况下，他们使用指定所需域名服务器的 `upstreamNameservers` 字段创建一个 ConfigMap：

apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: kube-dns
      namespace: kube-system
    data:
      upstreamNameservers: |
        ["172.16.0.1"]

## CoreDNS配置等同于kube-dns ##

CoreDNS 不仅仅提供 kube-dns 的功能。为 kube-dns 创建的 ConfigMap 支持 `StubDomains` 和 `upstreamNameservers` 转换为 CoreDNS 中的 `proxy` 插件。同样，kube-dns 中的 `Federations` 插件会转换为 CoreDNS 中的 `federation` 插件。

### 示例 ###

用于 kubedns 的此示例 ConfigMap 描述了 federations, stubdomains and upstreamnameservers：

apiVersion: v1
    data:
      federations: |
        {"foo" : "foo.feddomain.com"}
      stubDomains: |
        {"abc.com" : ["1.2.3.4"], "my.cluster.local" : ["2.3.4.5"]}
      upstreamNameservers: |
        ["8.8.8.8", "8.8.4.4"]
    kind: ConfigMap

CoreDNS 中的等效配置将创建一个 Corefile：

*  For federations:

federation cluster.local {
               foo foo.feddomain.com
            }

*  For stubDomains:

abc.com:53 {
            errors
            cache 30
            proxy . 1.2.3.4
        }
        my.cluster.local:53 {
            errors
            cache 30
            proxy . 2.3.4.5
        }

带有默认插件的完整 Corefile：

.:53 {
            errors
            health
            kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
               upstream  8.8.8.8 8.8.4.4
               pods insecure
               fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
            }
            federation cluster.local {
               foo foo.feddomain.com
            }
            prometheus :9153
            proxy .  8.8.8.8 8.8.4.4
            cache 30
        }
        abc.com:53 {
            errors
            cache 30
            proxy . 1.2.3.4
        }
        my.cluster.local:53 {
            errors
            cache 30
            proxy . 2.3.4.5
        }

## 迁移到 CoreDNS ##

要将 kube-dns 迁移到 CoreDNS，可使用 详细博客 来帮助用户在迁移自 kube-dns。集群管理员还可以使用部署脚本 进行迁移。

＃＃ 下一步是什么

*  调试 DNS 解析。

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[kubernetes]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106369123
[DevOps]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106435859
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[IT]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0NjEwMTg4Mg%3D%3D&chksm=fb638c29cc14053fafcb62be244f5a279052b8d159c9c530e73495cfd8ab97205988780d4aaa&idx=1&mid=2247484220&scene=21&sn=72ae437836108fbecbeb86752aad888c#wechat_redirect
[kubernetes_-k8s]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106030727
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[helm_-_helm_k8s]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/106515349
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[Prometheus Operator-]: https://blog.csdn.net/weixin_38320674/article/details/107293871
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