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vssueId: 55
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layout: LearningLayout
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description: Kubernetes教程_本文介绍了Kubernetes中Service和Pod的DNS分配规则
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# Service/Pod的DNS
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参考文档： Kubernetes 官网文档 [DNS for Services and Pods](https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/)
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本文介绍了 Kubernetes 中的 DNS 分配方式
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## 概述
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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。
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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：
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假设名称空间 `bar` 中有一个 Service 名为 `foo`：
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* 名称空间 `bar` 中的 Pod 可以通过 `nslookup foo` 查找到该 Service
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* 名称空间 `quux` 中的 Pod 可以通过 `nslookup foo.bar` 查找到该 Service
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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](https://github.com/kubernetes/dns/blob/master/docs/specification.md)
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## Services
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### A 记录
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* 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。
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* 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.exmaple`。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。
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### SRV 记录
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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`：
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* 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.exmaple`
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* 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.exmaple`
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## Pods
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### Pod 的 hostname / subdomain
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Kubernetes 在创建 Pod 时，将 Pod 定义中的 `metadata.name` 的值作为 Pod 实例的 hostname。
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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`
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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`。
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例子：
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``` yaml
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apiVersion: v1
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kind: Service
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metadata:
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name: default-subdomain
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spec:
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selector:
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name: busybox
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clusterIP: None
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ports:
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- name: foo # Actually, no port is needed.
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port: 1234
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targetPort: 1234
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apiVersion: v1
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kind: Pod
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metadata:
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name: busybox1
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labels:
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name: busybox
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spec:
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hostname: busybox-1
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subdomain: default-subdomain
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containers:
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- image: busybox:1.28
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command:
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- sleep
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- "3600"
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name: busybox
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---
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apiVersion: v1
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kind: Pod
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metadata:
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name: busybox2
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||
labels:
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||
name: busybox
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spec:
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hostname: busybox-2
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||
subdomain: default-subdomain
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containers:
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||
- image: busybox:1.28
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||
command:
|
||
- sleep
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||
- "3600"
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name: busybox
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```
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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
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::: tip 备注
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* 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。
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* 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`
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:::
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<!-- The Endpoints object can specify the hostname for any endpoint addresses, along with its IP. -->
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### Pod 的 DNS Policy
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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：
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* **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
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](https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/dns-custom-nameservers/#inheriting-dns-from-the-node)
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* **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
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](https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/dns-custom-nameservers/#effects-on-pods)
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* **ClusterFirstWithHostNet**： 对于运行在节点网络上的 Pod，其 dnsPolicy 必须指定为 `ClusterFirstWithHostNet`
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* **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](#pod-的-dns-配置)
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::: warning dnsPolicy的默认值
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**“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
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:::
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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`
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``` yaml {15,16}
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apiVersion: v1
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kind: Pod
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metadata:
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name: busybox
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namespace: default
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spec:
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containers:
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- image: busybox:1.28
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command:
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- sleep
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- "3600"
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imagePullPolicy: IfNotPresent
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name: busybox
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restartPolicy: Always
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hostNetwork: true
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dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet
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```
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### Pod 的 DNS 配置 <Badge text="Kuboard 暂不支持" type="warn"/>
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在 Kubernetes 中，您可以直接配置 Pod 的 DNS 设置。
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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。
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`spec.dnsConfig` 中有如下字段可以配置：
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* **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）。
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* **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。
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* **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）
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``` yaml
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apiVersion: v1
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||
kind: Pod
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metadata:
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namespace: default
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name: dns-example
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spec:
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containers:
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- name: test
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image: nginx
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dnsPolicy: "None"
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dnsConfig:
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nameservers:
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- 1.2.3.4
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searches:
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- ns1.svc.cluster-domain.example
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- my.dns.search.suffix
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options:
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- name: ndots
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value: "2"
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- name: edns0
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```
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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：
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```
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nameserver 1.2.3.4
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search ns1.svc.cluster-domain.example my.dns.search.suffix
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options ndots:2 edns0
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```
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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：
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```
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nameserver fd00:79:30::a
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search default.svc.cluster-domain.example svc.cluster-domain.example cluster-domain.example
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||
options ndots:5
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```
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### 版本兼容性
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Pod 定义中的 `spec.dnsConfig` 和 `spec.dnsPolicy=None` 的兼容性如下：
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| Kubernetes 版本号 | 支持情况 |
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| ----------------- | ---------------- |
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| 1.14 | Stable |
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| 1.10 | Beta（默认启用） |
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| 1.9 | Alpha |
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