Kubernetes 自定义DNS服务

自定义 DNS 服务

本页说明如何配置 DNS Pod(s)，以及定制集群中 DNS 解析过程。

在开始之前

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不作为控制平面主机。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建：

• Katacoda
• 玩转 Kubernetes

您的 Kubernetes 服务器必须为 v1.12 或更高版本。 要检查版本，请输入 ​kubectl version​。

你的集群必须运行 CoreDNS 插件。 文档迁移到 CoreDNS 解释了如何使用 ​kubeadm ​从 ​kube-dns​ 迁移到 CoreDNS。

介绍

DNS 是使用集群插件 管理器自动启动的内置的 Kubernetes 服务。

从 Kubernetes v1.12 开始，CoreDNS 是推荐的 DNS 服务器，取代了 kube-dns。 如果 你的集群原来使用 kube-dns，你可能部署的仍然是 ​kube-dns​ 而不是 CoreDNS。

Note: CoreDNS 服务在其 ​metadata.name​ 字段被命名为 ​kube-dns​。 这是为了能够与依靠传统 ​kube-dns​ 服务名称来解析集群内部地址的工作负载具有更好的互操作性。 使用 ​kube-dns​ 作为服务名称可以抽离共有名称之后运行的是哪个 DNS 提供程序这一实现细节。

如果你在使用 Deployment 运行 CoreDNS，则该 Deployment 通常会向外暴露为一个具有 静态 IP 地址 Kubernetes 服务。 kubelet 使用 ​--cluster-dns=<DNS 服务 IP>​ 标志将 DNS 解析器的信息传递给每个容器。

DNS 名称也需要域名。 你可在 kubelet 中使用 ​--cluster-domain=<默认本地域名>​ 标志配置本地域名。

DNS 服务器支持正向查找（A 和 AAAA 记录）、端口发现（SRV 记录）、反向 IP 地址发现（PTR 记录）等。

如果 Pod 的 ​dnsPolicy ​设置为 "​default​"，则它将从 Pod 运行所在节点继承名称解析配置。 Pod 的 DNS 解析行为应该与节点相同。

如果你不想这样做，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 "" 可以避免 Pod 继承 DNS。 将其设置为有别于 ​/etc/resolv.conf​ 的有效文件路径可以设定 DNS 继承不同的配置。

CoreDNS

CoreDNS 是通用的权威 DNS 服务器，可以用作集群 DNS，符合 DNS 规范。

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， 来定制其行为。 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，CoreDNS 安装时使用如下默认 Corefile 配置。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
data:
  Corefile: |
    .:53 {
        errors
        health {
            lameduck 5s
        }
        ready
        kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
           pods insecure
           fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
           ttl 30
        }
        prometheus :9153
        forward . /etc/resolv.conf
        cache 30
        loop
        reload
        loadbalance
    }    

Corefile 配置包括以下 CoreDNS 插件：

• errors：错误记录到标准输出。
• health：在 http://localhost:8080/health 处提供 CoreDNS 的健康报告。
• ready：在端口 8181 上提供的一个 HTTP 末端，当所有能够 表达自身就绪的插件都已就绪时，在此末端返回 200 OK。
• kubernetes：CoreDNS 将基于 Kubernetes 的服务和 Pod 的 IP 答复 DNS 查询。你可以在 CoreDNS 网站阅读更多细节。 你可以使用 ​ttl ​来定制响应的 TTL。默认值是 5 秒钟。TTL 的最小值可以是 0 秒钟， 最大值为 3600 秒。将 TTL 设置为 0 可以禁止对 DNS 记录进行缓存。

​pods insecure​ 选项是为了与 kube-dns 向后兼容。你可以使用 ​pods verified​ 选项，该选项使得 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。如果你不使用 Pod 记录，则可以使用 ​pods disabled​ 选项。

• prometheus：CoreDNS 的度量指标值以 Prometheus 格式在 http://localhost:9153/metrics 上提供。
• forward: 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：启用前端缓存。
• loop：检测到简单的转发环，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：这是一个轮转式 DNS 负载均衡器， 它在应答中随机分配 A、AAAA 和 MX 记录的顺序。

你可以通过修改 ConfigMap 来更改默认的 CoreDNS 行为。

使用 CoreDNS 配置存根域和上游域名服务器

CoreDNS 能够使用 forward 插件配置存根域和上游域名服务器。

示例

如果集群操作员在 10.150.0.1 处运行了 Consul 域服务器， 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
        forward . 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），可将 ​forward ​指向该域名服务器，而不是 ​/etc/resolv.conf​。

forward .  172.16.0.1

最终的包含默认的 ​Corefile ​配置的 ConfigMap 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
           fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
        }
        prometheus :9153
        forward . 172.16.0.1
        cache 30
        loop
        reload
        loadbalance
    }
    consul.local:53 {
        errors
        cache 30
        forward . 10.150.0.1
    } 

工具 ​kubeadm ​支持将 kube-dns ConfigMap 自动转换为 CoreDNS ConfigMap。

Note: 尽管 kube-dns 接受 FQDN（例如：ns.foo.com）作为存根域和名字服务器，CoreDNS 不支持此功能。 转换期间，CoreDNS 配置中将忽略所有的 FQDN 域名服务器。

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 ​forward ​插件。

示例

用于 kubedns 的此示例 ConfigMap 描述了 stubdomains 和 upstreamnameservers：

apiVersion: v1
data:
  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：

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

迁移到 CoreDNS

要从 kube-dns 迁移到 CoreDNS，此博客 提供了帮助用户将 kube-dns 替换为 CoreDNS。 集群管理员还可以使用部署脚本 进行迁移。