k8sdns詳解

k8sdns是Kubernetes的一部分，它提供了在kubernetes集群內部的DNS解析服務。它通過將所有Kubernetes服務命名為DNS記錄，使得容器中服務的查找變得非常簡單。

一、部署

在Kubernetes集群中啟用k8sdns與其他插件一樣簡單。有兩種方式可以在Kubernetes中啟用k8sdns：

方式一：使用kube-up.sh腳本，它將所有必需的組件（包括Docker、Etcd、Kubelet等）都安裝在集群上:

kube-up.sh

在腳本中，在kube-up.sh腳本文件所在目錄中運行命令，將創建1個Master節點和2個Minion節點。最後，k8sdns將啟動在Master節點上。

方式二：使用kubectl命令行工具手動安裝k8sdns。

kubectl create -f kubedns.yaml

kubedns.yaml文件的內容如下所示：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: kube-system
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns
      annotations:
        scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ""
    spec:
      containers:
      - name: etcd
        image: gcr.io/google_containers/etcd-amd64:2.2.1
        command:
        - /usr/local/bin/etcd
        - -name
        - k8s
        - -data-dir
        - /var/etcd/data
        - -advertise-client-urls
        - http://$POD_IP:2379
        - -listen-client-urls
        - http://0.0.0.0:2379
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
        volumeMounts:
        - name: etcd-storage
          mountPath: /var/etcd/data
      - name: kube2sky
        image: gcr.io/google_containers/kube2sky-amd64:1.14
        args:
        - -domain=cluster.local
        - -kubeconfig=/srv/kubernetes/kubeconfig.yaml
        - -kube-master-url=http://127.0.0.1:8080
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
      - name: skydns
        image: gcr.io/google_containers/skydns-amd64:1.0
        args:
        - -machines=http://localhost:4001
        - -addr=0.0.0.0:53
        - -dns-bind-address=0.0.0.0:53
        - -domain=cluster.local.
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
      volumes:
      - name: etcd-storage
        emptyDir: {}
      dnsPolicy: Default

kubedns.yaml文件中定義了一個Deployment類型，其中包含三個容器：etcd、kube2sky和skydns。其中kube2sky包含用於從etcd中檢索服務信息並處於DNS格式的skydns。

二、核心概念

1. DNS命名約定

在Kubernetes中，每個服務都由一個DNS名稱（默認情況下包括兩部分，service和namespace）標識。DNS名稱使用的模式是service.namespace.svc.cluster.local。其中，namespace部分包含服務的命名空間，service部分包含服務名稱。Kubernetes可以提供一些默認的屬性（例如，默認情況下，namespace為default）。

2. DNS解析服務

k8s DNS是一個基於CoreDNS實現的DNS解析服務，主要是在Kubernetes 集群內用於服務發現，支持多種服務發現方法，為Kubernetes中所有對象（包括服務、Pod等）提供了DNS別名。

3. DNS名字解析

在Kubernetes中，可以通過DNS名字解析來訪問服務。在Kubernetes節點上運行的每個Pod都自動配置為使用Kubernetes DNS插件進行域名解析。與Pod共存的Kubelet容器獨立地在DNS服務器的反向解析表中為Kubernetes節點管理的所有Pod分配 nameserver IP。這些IP充當DNS服務器的遞歸名稱服務地址，這使管理更加簡單。

4. DNS解析操作

在Kubernetes中，所有的DNS解析請求都將發送到Kubernetes的「kube-dns」服務。DNS請求將被轉發並解析為服務器端點。服務端點基於與服務關聯的Pod標籤，創建DNS記錄，以便在服務名稱被從DNS中解析時，返回所有同名Pod的地址集合。

三、應用場景

1. 創建服務發現

Kubernetes中的DNS解析服務可以幫助用戶輕鬆創建服務發現。用戶可以將服務名稱解析為其對應的IP地址，這些IP地址中提供了應用程序所需的各種服務。這為應用程序部署提供了新的機遇，尤其是在需要將服務與其他應用程序的集成時。

2. 實現troubleshooting

k8s用於DNS解析的CoreDNS提供了具有多種功能的各種插件。例如kubernetes插件，這個插件允許CoreDNS查詢Kubernetes API相關的內容（如service和endpoints）來解析服務名稱。在三次握手等連接失敗時，管理員可以使用此插件進行 troubleshooting。

3. 創建訪問規則

Kubernetes DNS提供了一種簡單的方式來配置服務的訪問規則。通過為每個服務創建一個DNS名稱，管理員可以指定訪問每個服務所需的任何規則。管理員也可以使用特定的DNS名稱來提高網絡和應用程序的安全性。

四、總結

k8sdns是Kubernetes中必不可少的一部分，能夠輕鬆地為我們提供服務發現並實現DNS別名。k8sdns能夠使得整個Kubernetes集群具有更高的可用性和安全性。