Kubernetes集群内置DNS插件CoreDNS，为集群内的工作负载提供域名解析服务。业务在高并发调用场景下，如果使用到域名解析服务，可能会触及到CoreDNS的性能瓶颈，导致DNS请求概率失败，影响用户业务正常运行。在Kubernetes使用的过程中，发现有些场景下工作负载的域名解析存在冗余的DNS查询，使得高并发场景更容易触及DNS的性能瓶颈。根据业务使用场景，对工作负载的DNS配置进行优化，能够在一定程度上减少DNS请求概率失败的问题。

POD DNS 配置项说明

在容器里执行cat /etc/resolv.conf命令，能够查看到DNS配置，以Kubernetes集群的容器DNS配置为例：

nameserver 10.247.x.x
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5

配置项说明：

  • nameserver：容器解析域名时查询的DNS服务器的IP地址列表。如果设置为10.247.x.x说明DNS对接到Kube-DNS/CoreDNS，如果是其他IP地址，则表示采用云上DNS或者用户自建的DNS。

  • search：定义域名的搜索域列表，当访问的域名不能被DNS解析时，会把该域名与搜索域列表中的域依次进行组合，并重新向DNS发起请求，直到域名被正确解析或者尝试完搜索域列表为止。对于CCE集群来说，容器的搜索域列表配置3个域，当解析一个不存在的域名时，会产生8次DNS查询，因为对于每个域名需要查询两次，分别是IPv4和IPv6。

  • options：定义域名解析配置文件的其他选项，常见的有timeout、ndots等等。
    Kubernetes集群容器的域名解析文件设置为options ndots:5，该参数的含义是当域名的“.”个数小于ndots的值，会先把域名与search搜索域列表进行组合后进行DNS查询，如果均没有被正确解析，再以域名本身去进行DNS查询。当域名的“.”个数大于或者等于ndots的值，会先对域名本身进行DNS查询，如果没有被正确解析，再把域名与search搜索域列表依次进行组合后进行DNS查询。

    如查询www.***.com域名时，由于该域名的“.”个数为2，小于ndots的值，所以DNS查询请求的顺序依次为：www.***.default.svc.cluster.local、www.***.com.svc.cluster.local、 www.***.com.cluster.local和 www.***.com，需要发起至少7次DNS查询请求才能解析出该域名的IP。可以看出，这种配置在访问外部域名时，存在大量冗余的DNS查询，存在优化点。

说明：
完整的Linux域名解析文件配置项说明可以参考文档：http://man7.org/linux/man-pages/man5/resolv.conf.5.html。

通过工作负载YAML进行DNS配置

可以通过YAML的方式创建工作负载，以nginx应用为例，其YAML文件中的DNS配置示例如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: container-1
          image: nginx:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
      imagePullSecrets:
        - name: default-secret
      dnsPolicy: None
      dnsConfig:
        options:
          - name: ndots
            value: '5'
          - name: timeout
            value: '3'
        nameservers:
          - 10.2.3.4
        searches:
          - my.dns.search.suffix

dnsPolicy字段说明

dnsPolicy字段是应用设置的DNS策略，默认值为“ClusterFirst”。基于dnsPolicy策略生成的域名解析文件会与dnsConfig设置的DNS参数进行合并，合并规则将在表2中说明，dnsPolicy当前支持四种参数值：

表1 dnsPolicy字段说明:

参数 说明
ClusterFirst（默认值） 应用对接CoreDNS（CCE集群的CoreDNS默认级联云上DNS）。这种场景下，容器既能够解析service注册的集群内部域名，也能够解析发布到互联网上的外部域名。由于该配置下，域名解析文件设置了search搜索域列表和ndots: 5，因此当访问外部域名和集群内部长域名（如kubernetes.default.svc.cluster.local）时，大部分域名都会优先遍历search搜索域列表，导致至少有6次无效的DNS查询，只有访问集群内部短域名（如kubernetes）时，才不存在无效的DNS查询。
ClusterFirstWithHostNet 对于配置主机网络的应用，即设置hostNetwork字段为true时，默认对接kubelet的“–resolv-conf”参数指向的域名解析文件（CCE集群在该配置下对接云上DNS）。如需对接集群的Kube-DNS/CoreDNS，dnsPolicy字段需设置为ClusterFirstWithHostNet，此时容器的域名解析文件配置与“ClusterFirst”一致，也存在无效的DNS查询。示例1
Default 容器的域名解析文件使用kubelet的“–resolv-conf”参数指向的域名解析文件（CCE集群在该配置下对接云上DNS），没有配置search搜索域列表和options。该配置只能解析注册到互联网上的外部域名，无法解析集群内部域名，且不存在无效的DNS查询。
None 设置为None之后，必须设置dnsConfig字段，此时容器的域名解析文件将完全通过dnsConfig的配置来生成。

说明：
此处如果dnsPolicy字段未被指定，其默认值为ClusterFirst，而不是Default。

示例1

...
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: container-1
  restartPolicy: Always
  hostNetwork: true
  dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet

dnsConfig字段说明

dnsConfig为应用设置DNS参数，设置的参数将合并到基于dnsPolicy策略生成的域名解析文件中。当dnsPolicy为“None”，应用的域名解析文件完全由dnsConfig指定；当dnsPolicy不为“None”时，会在基于dnsPolicy生成的域名解析文件的基础上，追加dnsConfig中配置的dns参数。

表2 dnsConfig字段说明

参数 说明
options DNS的配置选项，其中每个对象可以具有name属性（必需）和value属性（可选）。该字段中的内容将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的options字段中，dnsConfig的options的某些选项如果与基于dnsPolicy生成的域名解析文件的选项冲突，则会被dnsConfig所覆盖。
nameservers DNS的IP地址列表。当应用的dnsPolicy设置为“None”时，列表必须至少包含一个IP地址，否则此属性是可选的。列出的DNS的IP列表将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的nameserver字段中，并删除重复的地址。
searches 域名查询时的DNS搜索域列表，此属性是可选的。指定后，提供的搜索域列表将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的search字段中，并删除重复的域名。Kubernetes最多允许6个搜索域。

工作负载的DNS配置实践

举例介绍应用如何进行DNS配置。

注意

更新未完，后期继续 …..

参考

链接