DNS 配置

学习目标

理解 Kubernetes DNS 的作用和工作原理
掌握 Service 和 Pod 的 DNS 解析规则
了解 CoreDNS 的配置和自定义

核心概念

一句话解释

Kubernetes DNS 为 Service 和 Pod 提供自动 DNS 解析，使得服务之间可以通过域名而不是 IP 地址进行通信。

为什么需要 DNS

问题：使用 IP 地址访问服务

Service A (10.96.0.100) → Service B (10.96.0.101)
                          ↓
                    Pod B1 (10.1.1.2)
                    Pod B2 (10.1.1.3)
                    Pod B3 (10.1.1.4)

问题：
- IP 地址难以记忆
- IP 地址可能变化
- 不便于服务发现

解决方案：DNS

Service A → http://service-b → Service B (10.96.0.101)
                                 ↓
                           自动负载均衡到 Pod

Kubernetes DNS 解析规则

Service DNS 格式：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│  <service-name>.<namespace>.svc.cluster.local      │
│                                                      │
│  示例：                                              │
│  my-service.default.svc.cluster.local               │
│                                                      │
│  同 namespace 简化：                                 │
│  my-service（省略后缀）                              │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

Pod DNS 格式：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│  <pod-ip>.<namespace>.pod.cluster.local             │
│                                                      │
│  示例：                                              │
│  10-1-1-2.default.pod.cluster.local                 │
│  （IP 中的 . 替换为 -）                              │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

DNS 解析流程

Pod 内的 DNS 解析流程：

1. 应用代码发起 DNS 查询
   http://my-service
          ↓
2. Pod 的 /etc/resolv.conf
   nameserver 10.96.0.10  (CoreDNS)
   search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
          ↓
3. 查询 CoreDNS
   my-service.default.svc.cluster.local
          ↓
4. CoreDNS 返回 Service ClusterIP
   10.96.0.100
          ↓
5. 应用连接到 Service
   http://10.96.0.100

Service DNS 记录

# 查看 Service 的 DNS 记录
kubectl get svc my-service

# DNS 解析示例
# Service: my-service
# Namespace: default
# ClusterIP: 10.96.0.100

# 完整 DNS 名称：
# my-service.default.svc.cluster.local

# 同 namespace 可以简化：
# my-service

# 跨 namespace：
# my-service.other-namespace

Pod DNS 记录

# 查看 Pod 的 DNS 记录
kubectl get pod my-pod -o wide

# Pod IP: 10.1.1.2
# Namespace: default

# DNS 名称：
# 10-1-1-2.default.pod.cluster.local

# 注意：IP 中的 . 替换为 -

CoreDNS

CoreDNS 是 Kubernetes 的默认 DNS 服务器

CoreDNS 功能：
- 为 Service 提供 DNS 记录
- 为 Pod 提供 DNS 记录
- 转发外部 DNS 查询
- 支持自定义配置

CoreDNS 部署：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│  kube-system namespace                              │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────┐│
│  │  CoreDNS Deployment                            ││
│  │  - 2 个 Pod（默认）                             ││
│  │  - 监听 53 端口                                 ││
│  │  - 处理集群内 DNS 查询                          ││
│  └─────────────────────────────────────────────────┘│
└─────────────────────────────────────────────────────┘

CoreDNS 配置

# CoreDNS 配置（ConfigMap）
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 {
            max_concurrent 1000
        }
        cache 30
        loop
        reload
        loadbalance
    }

自定义 DNS 配置

# Pod 自定义 DNS 配置
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: custom-dns
spec:
  dnsPolicy: "None"  # 使用自定义 DNS
  dnsConfig:
    nameservers:
    - 8.8.8.8
    - 8.8.4.4
    searches:
    - my-namespace.svc.cluster.local
    - svc.cluster.local
    - cluster.local
    options:
    - name: ndots
      value: "5"
  containers:
  - name: app
    image: nginx

DNS 策略

# DNS 策略选项
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-policy
spec:
  dnsPolicy: "ClusterFirst"  # 默认策略
  containers:
  - name: app
    image: nginx

策略	说明	使用场景
ClusterFirst	集群内查询走 CoreDNS，外部走上游 DNS	默认策略
Default	使用节点的 DNS 配置	需要访问外部 DNS
None	使用自定义 dnsConfig	完全自定义 DNS
ClusterFirstWithHostNet	HostNetwork Pod 使用集群 DNS	HostNetwork 模式

DNS 调试

# 查看 CoreDNS Pod
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

# 查看 CoreDNS 日志
kubectl logs -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

# 测试 DNS 解析
kubectl run dns-test --image=busybox --rm -it -- nslookup kubernetes.default

# 详细 DNS 查询
kubectl run dns-test --image=busybox --rm -it -- nslookup -type=A my-service.default.svc.cluster.local

# 查看 Pod 的 DNS 配置
kubectl exec my-pod -- cat /etc/resolv.conf

外部 DNS 集成

# 使用 ExternalName Service 访问外部服务
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: external-service
spec:
  type: ExternalName
  externalName: api.external.com

# 使用 External DNS 自动管理 DNS 记录
# 安装 External DNS
# kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-sigs/external-dns/master/docs/contributing/external-dns.yaml

# Ingress 自动生成 DNS 记录
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
  annotations:
    external-dns.alpha.kubernetes.io/hostname: app.example.com
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-service
            port:
              number: 80

实践练习

练习 1：查看 CoreDNS 配置

# 查看 CoreDNS Pod
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

# 查看 CoreDNS ConfigMap
kubectl get configmap coredns -n kube-system -o yaml

# 查看 CoreDNS 日志
kubectl logs -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

练习 2：测试 Service DNS 解析

# 创建测试 Service
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80

# 测试 DNS 解析
kubectl run dns-test --image=busybox --rm -it -- nslookup nginx

# 测试完整域名
kubectl run dns-test --image=busybox --rm -it -- nslookup nginx.default.svc.cluster.local

# 测试跨 namespace
kubectl create namespace test-ns
kubectl run test-pod -n test-ns --image=busybox --command -- sleep 3600
kubectl exec -n test-ns test-pod -- nslookup nginx.default

练习 3：查看 Pod DNS 配置

# 创建 Pod
kubectl run test-pod --image=busybox --command -- sleep 3600

# 查看 DNS 配置
kubectl exec test-pod -- cat /etc/resolv.conf

# 测试 DNS 解析
kubectl exec test-pod -- nslookup kubernetes.default
kubectl exec test-pod -- nslookup nginx.default.svc.cluster.local

练习 4：自定义 DNS 配置

# 创建自定义 DNS 的 Pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: custom-dns-pod
spec:
  dnsPolicy: "None"
  dnsConfig:
    nameservers:
    - 8.8.8.8
    options:
    - name: ndots
      value: "2"
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sleep", "3600"]

# 应用配置
kubectl apply -f custom-dns-pod.yaml

# 查看自定义 DNS 配置
kubectl exec custom-dns-pod -- cat /etc/resolv.conf

# 测试 DNS 解析
kubectl exec custom-dns-pod -- nslookup nginx.default.svc.cluster.local
kubectl exec custom-dns-pod -- nslookup google.com

练习 5：调试 DNS 问题

# 创建测试 Pod
kubectl run dns-debug --image=busybox --command -- sleep 3600

# 测试 DNS 解析
kubectl exec dns-debug -- nslookup kubernetes.default

# 如果失败，检查 CoreDNS
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns
kubectl logs -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

# 检查 Service
kubectl get svc
kubectl get endpoints

# 检查网络连通性
kubectl exec dns-debug -- wget -qO- http://nginx.default

常见误解

1. DNS 是 Kubernetes 内置的

错误理解：Kubernetes 自带 DNS
正确理解：需要安装 CoreDNS（通常在集群初始化时自动安装）

CoreDNS 是独立的组件
以 Deployment 形式运行在 kube-system namespace

2. 所有域名都需要完整格式

错误理解：必须使用完整域名 service.namespace.svc.cluster.local
正确理解：同 namespace 可以简化

完整格式：my-service.default.svc.cluster.local
同 namespace：my-service
跨 namespace：my-service.other-namespace

3. DNS 解析是即时的

错误理解：DNS 解析立即生效
正确理解：有 TTL 缓存

CoreDNS 默认 TTL: 30 秒
应用可能缓存 DNS 结果
Service 变化后可能需要等待缓存过期

小结

要点	说明
Kubernetes DNS	为 Service 和 Pod 提供自动 DNS 解析
CoreDNS	默认 DNS 服务器，运行在 kube-system
Service DNS	<service>.<namespace>.svc.cluster.local
Pod DNS	<pod-ip>.<namespace>.pod.cluster.local
DNS 策略	ClusterFirst、Default、None、ClusterFirstWithHostNet
调试方法	nslookup、查看 CoreDNS 日志、检查配置

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DNS 配置

学习目标

核心概念

一句话解释

为什么需要 DNS

Kubernetes DNS 解析规则

DNS 解析流程

Service DNS 记录

Pod DNS 记录

CoreDNS

CoreDNS 配置

自定义 DNS 配置

DNS 策略

DNS 调试

外部 DNS 集成

实践练习

练习 1：查看 CoreDNS 配置

练习 2：测试 Service DNS 解析

练习 3：查看 Pod DNS 配置

练习 4：自定义 DNS 配置

练习 5：调试 DNS 问题

常见误解

1. DNS 是 Kubernetes 内置的

2. 所有域名都需要完整格式

3. DNS 解析是即时的

小结

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