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Service/Pod的DNS

参考文档： Kubernetes 文档 DNS for Services and Pods

本文介绍了 Kubernetes 中的 DNS 分配方式

概述

Kubernetes 集群中运行了一组 DNS Pod，配置了对应的 Service，并由 kubelete 将 DNS Service 的 IP 地址配置到节点上的容器中以便解析 DNS names。

集群中的每一个 Service（包括 DNS 服务本身）都将被分配一个 DNS name。默认情况下，客户端 Pod 的 DNS 搜索列表包括 Pod 所在的名称空间以及集群的默认域。例如：

假设名称空间 bar 中有一个 Service 名为 foo：

名称空间 bar 中的 Pod 可以通过 nslookup foo 查找到该 Service
名称空间 quux 中的 Pod 可以通过 nslookup foo.bar 查找到该 Service

本文后面的章节详细介绍了支持的 DNS 记录类型及格式。如果有任何其他类型的格式凑巧可以使用，这仅仅是实现上的细节，并且可能在将来的版本中失效。参考此文档可以查看最新的规范 Kubernetes DNS-Based Service Discovery

Services

A 记录

Service（headless Service 除外）将被分配一个 DNS A 记录，格式为 my-svc.my-namespace.svc.cluster-domain.example。该 DNS 记录解析到 Service 的 ClusterIP。
Headless Service（没有 ClusterIP）也将被分配一个 DNS A 记录，格式为 my-svc.my-namespace.svc.cluster-domain.example。该 DNS 记录解析到 Service 所选中的一组 Pod 的 IP 地址的集合。调用者应该使用该 IP 地址集合，或者按照轮询（round-robin）的方式从集合中选择一个 IP 地址使用。

SRV 记录

Service（含 headless Service）的命名端口（有 name 的端口）将被分配一个 SRV 记录，其格式为 _my-port-name._my-port-protocol.my-svc.my-namespace.svc.cluster-domain.example：

对于一个普通 Service（非 headless Service），该 SRV 记录解析到其端口号和域名 my-svc.my-namespace.svc.cluster-domain.example
对于一个 Headless Service，该 SRV 记录解析到多个结果：每一个结果都对应该 Service 的一个后端 Pod，包含其端口号和 Pod 的域名 auto-generated-pod-name.my-svc.my-namespace.svc.cluster-domain.example

Pods

Pod 的 hostname / subdomain

Kubernetes 在创建 Pod 时，将 Pod 定义中的 metadata.name 的值作为 Pod 实例的 hostname。

Pod 定义中有一个可选字段 spec.hostname 可用来直接指定 Pod 的 hostname。例如，某 Pod 的 spec.hostname 字段被设置为 my-host，则该 Pod 创建后 hostname 将被设为 my-host

Pod 定义中还有一个可选字段 spec.subdomain 可用来指定 Pod 的 subdomain。例如，名称空间 my-namespace 中，某 Pod 的 hostname 为 foo，并且 subdomain 为 bar，则该 Pod 的完整域名（FQDN）为 foo.bar.my-namespace.svc.cluster-domain.example。

例子：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: default-subdomain
spec:
  selector:
    name: busybox
  clusterIP: None
  ports:
  - name: foo # Actually, no port is needed.
    port: 1234
    targetPort: 1234
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: busybox1
  labels:
    name: busybox
spec:
  hostname: busybox-1
  subdomain: default-subdomain
  containers:
  - image: busybox:1.28
    command:
      - sleep
      - "3600"
    name: busybox
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: busybox2
  labels:
    name: busybox
spec:
  hostname: busybox-2
  subdomain: default-subdomain
  containers:
  - image: busybox:1.28
    command:
      - sleep
      - "3600"
    name: busybox

如果 Pod 所在名称空间中存在一个 headless Service，其名称与 Pod 的 subdomain 相同，则集群的 KubeDNS 服务器仍将为 Pod 的完整域名（FQDN）返回一个 A 记录。例如，假设一个 Pod 的 hostname 为 busybox-1 且其 subdomain 为 default-subdomain，同名称空间下有一个 headless Service 的名字为 default-subdomain，此时，该 Pod 的完整域名（FQDN）为 busybox-1.default-subdomain.my-namespace.svc.cluster-domain.example。DNS 服务将其解析到一个 A 记录，指向 Pod 的 IP 地址。上面 yaml 文件中的 Pod busybox1 和 busybox2 都将有各自的 A 记录

::: tip 备注

A 记录不是根据 Pod name 创建的，而是根据 hostname 创建的。如果一个 Pod 没有 hostname 只有 subdomain，则 Kubernetes 将只为其 headless Service 创建一个 A 记录 default-subdomain.my-namespace.svc.cluster-domain.example，该记录指向 Pod 的 IP 地址。
Pod 必须达到就绪状态才可以拥有 A 记录，除非 Service 的字段 spec.publishNotReadyAddresses 被设置为 True :::

Pod 的 DNS Policy

可以为每一个 Pod 设置其自己的 DNS Policy。Kubernetes 通过 Pod 定义中的 spec.dnsPolicy 字段设置 DNS Policy，可选的值有：

Default： Pod 从其所在的节点继承域名解析配置。更多细节请参考 Customizing DNS Service
ClusterFirst：任何与集群域名后缀（例如 www.kubernetes.io）不匹配的 DNS 查询，都将被转发到 Pod 所在节点的上游 DNS 服务。集群管理员可能配置了额外的 stub-domain 及上游 DNS 服务，更多细节请参考 Customizing DNS Service
ClusterFirstWithHostNet：对于运行在节点网络上的 Pod，其 dnsPolicy 必须指定为 ClusterFirstWithHostNet
None：允许 Pod 忽略 Kubernetes 环境中的 DNS 设置。此时，该 Pod 的 DNS 的所有设置必须通过 spce.dnsConfig 指定。参考 Pod 的 DNS 配置

::: warning dnsPolicy的默认值 “Default” 并非是默认的 DNS Policy。如果 spec.dnsPolicy 字段未指定，则 “ClusterFirst” 将被默认使用 :::

下面的例子中的 Pod，其 DNS Policy 必须设置为 “ClusterFirstWithHostNet”，因为它的 hostNetwork 字段为 true

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: busybox
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: busybox:1.28
    command:
      - sleep
      - "3600"
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: busybox
  restartPolicy: Always
  hostNetwork: true
  dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet

Pod 的 DNS 配置

Kuboard v1.0.8.3 开始，支持 Pod 的 dnsConfig 字段。配置界面在 工作负载编辑器 --> 容器组的更多设定

在 Kubernetes 中，您可以直接配置 Pod 的 DNS 设置。

Pod 定义中的 spec.dnsConfig 是可选字段，且可以与任何类型的 spec.dnsPolicy 配合使用。如果 spec.dnsPolicy 被设置为 “None”，则 spec.dnsConfig 必须被指定。

spec.dnsConfig 中有如下字段可以配置：

nameservers： Pod 的 DNS Server IP 地址列表。最多可以执行 3 个 IP 地址。当 spec.dnsPolicy 为 “None”，至少需要指定一个 IP 地址，其他情况下该字段是可选的。DNS Server 的 IP 地址列表将会与 DNS Policy 所产生的 DNS Server 地址列表合并（重复的条目被去除）。
searches：Pod 中执行域名查询时搜索域的列表。该字段是可选的。如果指定了该字段，则指定的搜索域列表将与 DNS Policy 所产生的搜索域列表合并（重复的条目被去除）。合并后的列表最多不超过 6 个域。
options：可选数组，其中每个元素由 name 字段（必填）和 value 字段（选填）组成。该列表中的内容将与 DNS Policy 所产生的 DNS 选项合并（重复的条目被去除）

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  namespace: default
  name: dns-example
spec:
  containers:
    - name: test
      image: nginx
  dnsPolicy: "None"
  dnsConfig:
    nameservers:
      - 1.2.3.4
    searches:
      - ns1.svc.cluster-domain.example
      - my.dns.search.suffix
    options:
      - name: ndots
        value: "2"
      - name: edns0

上述 Pod 创建后，容器 test 的 etc/resolv.conf 文件如下所示（从 spec.dnsConfig 的配置产生），执行命令 kubectl exec -it dns-example -- cat /etc/resolv.conf 可查看该文件内容：

nameserver 1.2.3.4
search ns1.svc.cluster-domain.example my.dns.search.suffix
options ndots:2 edns0

如果集群使用的是 IPv6，执行命令 kubectl exec -it dns-example -- cat /etc/resolv.conf 的输出结果如下所示：

nameserver fd00:79:30::a
search default.svc.cluster-domain.example svc.cluster-domain.example cluster-domain.example
options ndots:5

版本兼容性

Pod 定义中的 spec.dnsConfig 和 spec.dnsPolicy=None 的兼容性如下：

Kubernetes 版本号	支持情况
1.14	Stable
1.10	Beta（默认启用）
1.9	Alpha

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