CodeDNS与CoreFile

一、CodeDNS介绍

DNS作为服务发现机制的基本功能，在集群内需要能够通过服务名对服务进行访问，这就需要一个集群范围内的DNS服务来完成从服务名到ClusterIP地址的解析。 DNS服务在Kubernetes的发展过程中经历了3个阶段，接下来进行讲解。
在Kubernetes 1.2版本时， DNS服务是由SkyDNS提供的，它由4个容器组成： kube2sky、 skydns、 etcd和healthz。 kube2sky容器监控Kubernetes中Service资源的变化，根据Service的名称和IP地址信息生成DNS记录，并将其保存到etcd中； skydns容器从etcd中读取DNS记录，并为客户端容器应用提供DNS查询服务； healthz容器提供对skydns服务的健康检查功能。

SkyDNS的总体架构

从Kubernetes 1.4版本开始， SkyDNS组件便被KubeDNS替换，主要考虑的是SkyDNS组件之间通信较多，整体性能不高。 KubeDNS由3个容器组成： kubedns、 dnsmasq和sidecar，去掉了SkyDNS中的etcd存储，将DNS记录直接保存在内存中，以提高查询性能。 kubedns容器监控Kubernetes中Service资源的变化，根据Service的名称和IP地址生成DNS记录，并将DNS记录保存在内存中； dnsmasq容器从kubedns中获取DNS记录，提供DNS缓存，为客户端容器应用提供DNS查询服务； sidecar提供对kubedns和dnsmasq服务的健康检查功能。

KubeDNS的总体架构

从Kubernetes 1.11版本开始， Kubernetes集群的DNS服务便由CoreDNS提供。 CoreDNS是CNCF基金会孵化的一个项目，是用Go语言实现的高性能、插件式、易扩展的DNS服务端，目前已毕业。 CoreDNS解决了KubeDNS的一些问题，例如dnsmasq的安全漏洞、 externalName不能使用stubDomains进行设置，等等。 CoreDNS支持自定义DNS记录及配置upstream DNS Server，可以统一管理Kubernetes基于服务的内部DNS和数据中心的物理DNS。它没有使用多个容器的架构，只用一个容器便实现了KubeDNS内3个容器的全部功能。

CoreDNS的总体架构

二、Corefile配置说明

root@easzlab-deploy:~/jiege-k8s# cat coredns-v1.9.3.yaml

# __MACHINE_GENERATED_WARNING__
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
  labels:
      kubernetes.io/cluster-service: "true"
      addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
  name: system:coredns
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - endpoints
  - services
  - pods
  - namespaces
  verbs:
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - discovery.k8s.io
  resources:
  - endpointslices
  verbs:
  - list
  - watch
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
    addonmanager.kubernetes.io/mode: EnsureExists
  name: system:coredns
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: system:coredns
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: coredns
  namespace: kube-system
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
  labels:
      addonmanager.kubernetes.io/mode: EnsureExists
data:
  Corefile: |
    .:53 {
        errors  #将错误日志发往标准输出stdout
        health { #在CoreDNS的 http://localhost:8080/health 端口提供 CoreDNS 服务的健康报告。
            lameduck 5s 
        }
        ready #待所有插件就绪后通过8181端口响应“200 OK”以报告就绪状态，访问该接口会返回 200 OK。
        kubernetes magedu.local in-addr.arpa ip6.arpa {  #CoreDNS 将基于 kubernetes service name进行 DNS 查询并返回查询记录给客户端.
            pods insecure
            fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
            ttl 30
        }
        prometheus :9153  #CoreDNS 的度量指标数据以 Prometheus 的key-value的格式在http://localhost:9153/metrics URI上提供。
        #forward . /etc/resolv.conf {
        forward . 223.6.6.6 {  #不是Kubernetes 集群内的其它任何域名查询都将转发到 预定义的目的
            max_concurrent 1000
        }
        cache 600 #启用 service解析缓存， 单位为秒。
        loop #检测域名解析是否有死循环， 如coredns转发给内网DNS服务器， 而内网DNS服务器又转发给coredns， 如果发现解析是死循环， 则强制中止 CoreDNS 进程(kubernetes会重建)。
        reload #检测corefile是否更改,在重新编辑configmap 配置后， 默认2分钟后会优雅的自动加载。
        loadbalance #轮训DNS域名解析， 如果一个域名存在多个记录则轮训解析。
    }
        myserver.online {
          forward . 172.16.88.254:53
        }

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
    kubernetes.io/name: "CoreDNS"
spec:
  # replicas: not specified here:
  # 1. In order to make Addon Manager do not reconcile this replicas parameter.
  # 2. Default is 1.
  # 3. Will be tuned in real time if DNS horizontal auto-scaling is turned on.
  replicas: 2
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns
    spec:
      securityContext:
        seccompProfile:
          type: RuntimeDefault
      priorityClassName: system-cluster-critical
      serviceAccountName: coredns
      affinity:
        podAntiAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - weight: 100
            podAffinityTerm:
              labelSelector:
                matchExpressions:
                  - key: k8s-app
                    operator: In
                    values: ["kube-dns"]
              topologyKey: kubernetes.io/hostname
      tolerations:
        - key: "CriticalAddonsOnly"
          operator: "Exists"
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: linux
      containers:
      - name: coredns
        image: harbor.magedu.net/baseimages/coredns:1.9.3
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        resources:
          limits:
            memory: 256Mi 
            cpu: 200m
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 70Mi
        args: [ "-conf", "/etc/coredns/Corefile" ]
        volumeMounts:
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/coredns
          readOnly: true
        ports:
        - containerPort: 53
          name: dns
          protocol: UDP
        - containerPort: 53
          name: dns-tcp
          protocol: TCP
        - containerPort: 9153
          name: metrics
          protocol: TCP
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 60
          timeoutSeconds: 5
          successThreshold: 1
          failureThreshold: 5
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /ready
            port: 8181
            scheme: HTTP
        securityContext:
          allowPrivilegeEscalation: false
          capabilities:
            add:
            - NET_BIND_SERVICE
            drop:
            - all
          readOnlyRootFilesystem: true
      dnsPolicy: Default
      volumes:
        - name: config-volume
          configMap:
            name: coredns
            items:
            - key: Corefile
              path: Corefile
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
  annotations:
    prometheus.io/port: "9153"
    prometheus.io/scrape: "true"
  labels:
    k8s-app: kube-dns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
    kubernetes.io/name: "CoreDNS"
spec:
  selector:
    k8s-app: kube-dns
  clusterIP: 10.100.0.2
  ports:
  - name: dns
    port: 53
    protocol: UDP
  - name: dns-tcp
    port: 53
    protocol: TCP
  - name: metrics
    port: 9153
    protocol: TCP

CoreDNS的主要功能是通过插件系统实现的。CoreDNS实现了一种链式插件结构，将DNS的逻辑抽象成了一个个插件，能够灵活组合使用。
常用的插件如下。

errors：将错误日志发往标准输出stdout
health：在CoreDNS的 http://localhost:8080/health 端口提供 CoreDNS 服务的健康报告。
ready：待所有插件就绪后通过8181端口响应“200 OK”以报告就绪状态，访问该接口会返回 200 OK。
kubernetes： CoreDNS 将基于 kubernetes service name进行 DNS 查询并返回查询记录给客户端.
prometheus： CoreDNS 的度量指标数据以 Prometheus 的key-value的格式在http://localhost:9153/metrics URI上提供。
forward: 不是Kubernetes 集群内的其它任何域名查询都将转发到预定义的目的
server，如 (/etc/resolv.conf或IP(如8.8.8.8)).
cache：启用 service解析缓存，单位为秒。
loop：检测域名解析是否有死循环，如coredns转发给内网DNS服务器，而内网DNS服务器又转发给coredns，如果发现解析是死循环，则强制中止 CoreDNS 进程(kubernetes会重建)。
reload：检测corefile是否更改,在重新编辑configmap 配置后，默认2分钟后会优雅的自动加载。
loadbalance：轮训DNS域名解析，如果一个域名存在多个记录则轮训解析。
etcd：从etcd中读取zone数据，可用于自定义域名记录。
hosts：使用/etc/hosts文件或者其他文件读取zone数据，可用于自定义域名记录。
file：从RFC1035格式文件中读取zone数据。
auto：从磁盘中自动加载区域文件。
pprof：在URL路径/debug/pprof下提供运行时的性能数据。
log：对DNS查询进行日志记录。

三、Pod之间访问流程

CodeDNS解析流程：

当podA需要访问podB时，podA会在本地/etc/hosts查找podB信息，如果能查到相关信息，就会直接访问；
如果查询不到，会去找与之相邻上一级CoreDNS，CoreDNS会通过自己身缓存信息查找与podB相关信息；
如果查询不到，会找etcd服务查找有关podB信息，然后将其反馈给podA；
如果etcd没有查到，就会通过CodeDNS服务访问外部公网，在互联网查找与之相匹配的信息。

posted @ 2022-10-20 10:29 cyh00001 阅读(302) 评论(0) 编辑收藏举报

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CodeDNS与CoreFile

一、CodeDNS介绍

二、Corefile配置说明

三、Pod之间访问流程

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