Kubernetes高级实践之集成DNS

Kubernetes写书

Kubernetes集成DNS

在前面对Kubernetes的讨论中我们已经知道，每个Kubernetes service都绑定了一个虚拟IP地址（Portal IP），而且Kubernetes最初使用向pod中注入环境变量的方式实现服务发现，但这会带来环境变量泛滥等问题，故需要增加集群DNS服务为每个service映射一个域名。到kubernetes v0.8版本时，DNS作为一个系统可选插件集成到Kubernetes集群中。Kubernetes默认使用(SkyDNS)作为集群的DNS服务器，同时支持forward查找 (A记录)和service查找(SRV记录)。

如果启用了集群DNS选项，则系统会自动创建一个运行SkyDNS域名服务器的pod和一个对外提供集群service域名解析服务的skydns service，并且还会为该service绑定一个稳定的静态IP地址作为入口IP地址。然后，Kubelet被配置成向每个Docker容器传入skydns service的IP地址作为他们的其中一个DNS服务器。每个在Kubernetes集群中定义的service（包括DNS服务器本身对应的service）都会被映射到一个DNS域名，该域名一般由两个部分组成：service所在namespace和service名。默认情况下，一个客户端pod的DNS搜索列表一般包含pod自身的namespace和集群的默认域名集。skydns service的域名搜索过程大致如下（以解析域名foo.bar为例）：

1）搜索客户端pod所在namespace（假设是baz）中所有的service域名记录，检查是否存在baz.foo.bar的记录。如果找到，则结束搜索过程，返回该记录对应的IP地址，如果没找到，执行步骤2。

2）搜索namespace foo中所有的service域名记录，检查是否存在foo.bar的记录。如果找到，则结束搜索过程，返回该记录对应的IP地址，如果没找到，执行步骤3。

3）在Kubernetes集群系统service域名集中搜索所有的service域名记录，检查是否存在foo.bar的记录。如果找到，则结束搜索过程，返回该记录对应的IP地址，如果没找到，表示该域名不存在，返回客户端错误信息。

因此，假设有一个名为foo的service位于集群的bar namespace中，那么运行在namespace bar中的pod只需查询DNS记录 foo就能找到该service，而运行在namespace bar外的pod（譬如：quux）就需要查询DNS记录 foo.bar才能找到该service。

skydns service工作原理

skydns pod中包含3个容器，这三个容器分别运行：skydns，etcd（skydns要用到etcd）和一个连接Kubernetes和skydns的网桥（称为kube2sky）。kube2sky监测Kubernetes主控节点上service对象的更新（kube2sky通过环境变量找到kubernetes-ro service，并调用kubernetes-ro service提供的API来实现），然后向DNS pod中的etcd写入service对象信息，skydns最后会去etcd中读取这些信息。需要注意的是，DNS pod中的etcd实例不会连接到其他已经存在的etcd集群（包括Kubernetes主控节点上的etcd集群）。skydns service可以被所有Kubernetes节点直接访问到，但是Kubernetes节点没有被配置成默认使用集群DNS 服务或搜索集群DNS域名。因此如果想使用集群DNS服务，需在Kubernetes节点上的resolv.conf文件中显式地将DNS nameserver指向skydns域名服务器。

配置集群DNS

配置集群DNS最简单的方式是使用cluster/目录下的自动部署脚本，例如部署在GCE环境中Kubernetes集群在启动之初就创建了SkyDNS pod并使用以下配置文件（见：cluster/gce/config-default.sh）配置Kubelet。

ENABLE_CLUSTER_DNS=true
DNS_SERVER_IP="10.0.0.10"
DNS_DOMAIN="kubernetes.local"
DNS_REPLICAS=1

以上配置文件启用了集群DNS，并为DNS service绑定了一个IP地址：10.0.0.10，且该IP地址对应的DNS域名是kubernetes.local。DNS_REPLICAS字段表明SkyDNS的pod副本数为1（该参数传给控制SkyDNS pod的replication controller）。

如果你不使用cluster/目录下的自动部署脚本搭建Kubernetes集群（可能你没有Kubernetes支持的IaaS环境），那么你首先需要在kubelet启动时传入以下flag信息。

--cluster_dns=<DNS service ip>
--cluster_domain=<default local domain>

然后，你需要创建DNS server的replication controller和service。读者可以参考skydns-rc.yaml.in和skydns-svc.yaml.in分别作为replication controller和service资源文件的参考。不过，需要注意的是以上两个文件并不是真正的Kubernetes资源文件而是一个saltstack的模板文件，你需要在{{ <param> }}部分填入你自己的值后才能使用kubectl create创建replication controller和service对象。