diff --git a/SUMMARY.md b/SUMMARY.md index 2a107007b..750a9cadf 100644 --- a/SUMMARY.md +++ b/SUMMARY.md @@ -104,6 +104,7 @@ - [网络和集群性能测试](practice/network-and-cluster-perfermance-test.md) - [边缘节点配置](practice/edge-node-configuration.md) - [安装Nginx ingress](practice/nginx-ingress-installation.md) + - [配置DNS](practice/configuring-dns.md) - [运维管理](practice/operation.md) - [服务滚动升级](practice/service-rolling-update.md) - [应用日志收集](practice/app-log-collection.md) diff --git a/practice/configuring-dns.md b/practice/configuring-dns.md new file mode 100644 index 000000000..2fa6cf0f9 --- /dev/null +++ b/practice/configuring-dns.md @@ -0,0 +1,348 @@ +# 配置内置DNS（kube-dns） + +在我们安装Kubernetes集群的时候就已经安装了kube-dns插件，这个插件也是官方推荐安装的。通过将 Service 注册到 DNS 中，Kuberentes 可以为我们提供一种简单的服务注册发现与负载均衡方式。 + +[CoreDNS](https://coredns.io)作为CNCF中的托管的一个项目，在Kuberentes1.9版本中，使用kubeadm方式安装的集群可以通过以下命令直接安装CoreDNS。 + +```bash +kubeadm init --feature-gates=CoreDNS=true +``` + +您也可以使用CoreDNS替换Kubernetes插件kube-dns，可以使用 Pod 部署也可以独立部署，请参考[Using CoreDNS for Service Discovery](https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/coredns/)，下文将介绍如何配置kube-dns。 + +## kube-dns + +kube-dns是Kubernetes中的一个内置插件，目前作为一个独立的开源项目维护，见https://github.com/kubernetes/dns。 + +下文中给出了配置 DNS Pod 的提示和定义 DNS 解析过程以及诊断 DNS 问题的指南。 + +## 前提要求 + +- Kubernetes 1.6 及以上版本。 +- 集群必须使用 `kube-dns` 插件进行配置。 + +## kube-dns 介绍 + +从 Kubernetes v1.3 版本开始，使用 [cluster add-on 插件管理器回自动启动内置的 DNS。 + +Kubernetes DNS pod 中包括 3 个容器： + +- `kubedns`：`kubedns` 进程监视 Kubernetes master 中的 Service 和 Endpoint 的变化，并维护内存查找结构来服务DNS请求。 +- `dnsmasq`：`dnsmasq` 容器添加 DNS 缓存以提高性能。 +- `sidecar`：`sidecar` 容器在执行双重健康检查（针对 `dnsmasq` 和 `kubedns`）时提供单个健康检查端点（监听在10054端口）。 + +DNS pod 具有静态 IP 并作为 Kubernetes 服务暴露出来。该静态 IP 分配后，kubelet 会将使用 `--cluster-dns = ` 标志配置的 DNS 传递给每个容器。 + +DNS 名称也需要域名。本地域可以使用标志 `--cluster-domain = ` 在 kubelet 中配置。 + +Kubernetes集群DNS服务器基于 [SkyDNS](https://github.com/skynetservices/skydns) 库。它支持正向查找（A 记录），服务查找（SRV 记录）和反向 IP 地址查找（PTR 记录） + +## kube-dns 支持的 DNS 格式 + +kube-dns 将分别为 service 和 pod 生成不同格式的 DNS 记录。 + +**Service** + +- A记录：生成`my-svc.my-namespace.svc.cluster.local`域名，解析成 IP 地址，分为两种情况： + - 普通 Service：解析成 ClusterIP + - Headless Service：解析为指定 Pod 的 IP 列表 +- SRV记录：为命名的端口（普通 Service 或 Headless Service）生成 `_my-port-name._my-port-protocol.my-svc.my-namespace.svc.cluster.local` 的域名 + +**Pod** + +- A记录：生成域名 `pod-ip.my-namespace.pod.cluster.local` + +## kube-dns 存根域名 + +可以在 Pod 中指定 hostname 和 subdomain：`hostname.custom-subdomain.default.svc.cluster.local`，例如： + +```yaml +apiVersion: v1 +kind: Pod +metadata: + name: busybox + labels: + name: busybox +spec: + hostname: busybox-1 + subdomain: busybox-subdomain + containers: + name: busybox + - image: busybox + command: + - sleep + - "3600" +``` + +该 Pod 的域名是 `busybox-1.busybox-subdomain.default.svc.cluster.local`。 + +## 继承节点的 DNS + +运行 Pod 时，kubelet 将预先配置集群 DNS 服务器到 Pod 中，并搜索节点自己的 DNS 设置路径。如果节点能够解析特定于较大环境的 DNS 名称，那么 Pod 应该也能够解析。请参阅下面的[已知问题](#known-issues)以了解警告。 + +如果您不想要这个，或者您想要为 Pod 设置不同的 DNS 配置，您可以给 kubelet 指定 `--resolv-conf` 标志。将该值设置为 "" 意味着 Pod 不继承 DNS。将其设置为有效的文件路径意味着 kubelet 将使用此文件而不是 `/etc/resolv.conf` 用于 DNS 继承。 + +## 配置存根域和上游 DNS 服务器 + +通过为 kube-dns （`kube-system:kube-dns`）提供一个 ConfigMap，集群管理员能够指定自定义存根域和上游 nameserver。 + +例如，下面的 ConfigMap 建立了一个 DNS 配置，它具有一个单独的存根域和两个上游 nameserver： + +```yaml +apiVersion: v1 +kind: ConfigMap +metadata: + name: kube-dns + namespace: kube-system +data: + stubDomains: | + {“acme.local”: [“1.2.3.4”]} + upstreamNameservers: | + [“8.8.8.8”, “8.8.4.4”] +``` + +如上面指定的那样，带有“.acme.local”后缀的 DNS 请求被转发到 1.2.3.4 处监听的 DNS。Google Public DNS 为上游查询提供服务。 + +下表描述了如何将具有特定域名的查询映射到其目标DNS服务器： + +| 域名 | 响应查询的服务器 | +| ------------------------------------ | -------------------------- | +| kubernetes.default.svc.cluster.local | kube-dns | +| foo.acme.local | 自定义 DNS (1.2.3.4) | +| widget.com | 上游 DNS (8.8.8.8 或 8.8.4.4) | + +查看 [ConfigMap 选项](#configmap-options) 获取更多关于配置选项格式的详细信息。 + +### 对 Pod 的影响 + +自定义的上游名称服务器和存根域不会影响那些将自己的 `dnsPolicy` 设置为 `Default` 或者 `None` 的 Pod。 + +如果 Pod 的 `dnsPolicy` 设置为 “`ClusterFirst`”，则其名称解析将按其他方式处理，具体取决于存根域和上游 DNS 服务器的配置。 + +**未进行自定义配置**：没有匹配上配置的集群域名后缀的任何请求，例如 “www.kubernetes.io”，将会被转发到继承自节点的上游 nameserver。 + +**进行自定义配置**：如果配置了存根域和上游 DNS 服务器（和在 [前面例子](#configuring-stub-domain-and-upstream-dns-servers) 配置的一样），DNS 查询将根据下面的流程进行路由： + +1. 查询首先被发送到 kube-dns 中的 DNS 缓存层。 + +2. 从缓存层，检查请求的后缀，并转发到合适的 DNS 上，基于如下的示例： + + - *具有集群后缀的名字*（例如 “.cluster.local”）：请求被发送到 kube-dns。 + - *具有存根域后缀的名字*（例如 “.acme.local”）：请求被发送到配置的自定义 DNS 解析器（例如：监听在 1.2.3.4）。 + - *不具有能匹配上后缀的名字*（例如 “widget.com”）：请求被转发到上游 DNS（例如：Google 公共 DNS 服务器，8.8.8.8 和 8.8.4.4）。 + + ![DNS lookup flow](https://d33wubrfki0l68.cloudfront.net/340889cb80e81dcd19a16bc34697a7907e2b229a/24ad0/docs/tasks/administer-cluster/dns-custom-nameservers/dns.png) + +## ConfigMap 选项 + +kube-dns `kube-system:kube-dns` ConfigMap 的选项如下所示： + +| 字段 | 格式 | 描述 | +| ------------------------- | ---------------------------------------- | ---------------------------------------- | +| `stubDomains`（可选） | 使用 DNS 后缀 key 的 JSON map（例如 “acme.local”），以及 DNS IP 的 JSON 数组作为 value。 | 目标 nameserver 可能是一个 Kubernetes Service。例如，可以运行自己的 dnsmasq 副本，将 DNS 名字暴露到 ClusterDNS namespace 中。 | +| `upstreamNameservers`（可选） | DNS IP 的 JSON 数组。 | 注意：如果指定，则指定的值会替换掉被默认从节点的 `/etc/resolv.conf` 中获取到的 nameserver。限制：最多可以指定三个上游 nameserver。 | + +### 示例 + +#### 示例：存根域 + +在这个例子中，用户有一个 Consul DNS 服务发现系统，他们希望能够与 kube-dns 集成起来。 Consul 域名服务器地址为 10.150.0.1，所有的 Consul 名字具有后缀 “.consul.local”。 要配置 Kubernetes，集群管理员只需要简单地创建一个 ConfigMap 对象，如下所示： + +```yaml +apiVersion: v1 +kind: ConfigMap +metadata: + name: kube-dns + namespace: kube-system +data: + stubDomains: | + {“consul.local”: [“10.150.0.1”]} +``` + +注意，集群管理员不希望覆盖节点的上游 nameserver，所以他们不会指定可选的 `upstreamNameservers` 字段。 + +#### 示例：上游 nameserver + +在这个示例中，集群管理员不希望显式地强制所有非集群 DNS 查询进入到他们自己的 nameserver 172.16.0.1。 而且这很容易实现：他们只需要创建一个 ConfigMap，`upstreamNameservers` 字段指定期望的 nameserver 即可。 + +```yaml +apiVersion: v1 +kind: ConfigMap +metadata: + name: kube-dns + namespace: kube-system +data: + upstreamNameservers: | + [“172.16.0.1”] +``` + +## 调试 DNS 解析 + +### 创建一个简单的 Pod 用作测试环境 + +创建一个名为 busybox.yaml 的文件，其中包括以下内容： + +```yaml +apiVersion: v1 +kind: Pod +metadata: + name: busybox + namespace: default +spec: + containers: + - name: busybox + image: busybox + command: + - sleep + - "3600" + imagePullPolicy: IfNotPresent + restartPolicy: Always +``` + +使用该文件创建 Pod 并验证其状态： + +```shell +$ kubectl create -f busybox.yaml +pod "busybox" created + +$ kubectl get pods busybox +NAME READY STATUS RESTARTS AGE +busybox 1/1 Running 0 +``` + +该 Pod 运行后，您可以在它的环境中执行 `nslookup`。如果您看到类似如下的输出，表示 DNS 正在正确工作。 + +```shell +$ kubectl exec -ti busybox -- nslookup kubernetes.default +Server: 10.0.0.10 +Address 1: 10.0.0.10 + +Name: kubernetes.default +Address 1: 10.0.0.1 +``` + +如果 `nslookup` 命令失败，检查如下内容： + +### 首先检查本地 DNS 配置 + +查看下 resolv.conf 文件。（参考[集成节点的 DNS](inheriting-dns-from-the-node)和 下面的[已知问题](#known-issues)获取更多信息） + +```shell +$ kubectl exec busybox cat /etc/resolv.conf +``` + +验证搜索路径和名称服务器设置如下（请注意，搜索路径可能因不同的云提供商而异）： + +``` +search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local google.internal c.gce_project_id.internal +nameserver 10.0.0.10 +options ndots:5 +``` + +如果看到如下错误表明错误来自 kube-dns 或相关服务： + +``` +$ kubectl exec -ti busybox -- nslookup kubernetes.default +Server: 10.0.0.10 +Address 1: 10.0.0.10 + +nslookup: can't resolve 'kubernetes.default' +``` + +或者 + +``` +$ kubectl exec -ti busybox -- nslookup kubernetes.default +Server: 10.0.0.10 +Address 1: 10.0.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local + +nslookup: can't resolve 'kubernetes.default' +``` + +### 检查 DNS pod 是否在运行 + +使用 `kubectl get pods` 命令验证 DNS pod 是否正在运行。 + +```shell +$ kubectl get pods --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns +NAME READY STATUS RESTARTS AGE +... +kube-dns-v19-ezo1y 3/3 Running 0 1h +... +``` + +如果您看到没有 Pod 运行或者 Pod 处于 失败/完成 状态，DNS 插件可能没有部署到您的当前环境中，您需要手动部署。 + +### 检查 DNS pod 中的错误 + +使用 `kubectl logs` 命令查看 DNS 守护进程的日志。 + +```shell +$ kubectl logs --namespace=kube-system $(kubectl get pods --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns -o name) -c kubedns +$ kubectl logs --namespace=kube-system $(kubectl get pods --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns -o name) -c dnsmasq +$ kubectl logs --namespace=kube-system $(kubectl get pods --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns -o name) -c sidecar +``` + +看看有没有可疑的日志。以字母“`W`”，“`E`”，“`F`”开头的代表警告、错误和失败。请搜索具有这些日志级别的条目，并使用 [kubernetes issues](https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues)来报告意外错误。 + +### DNS 服务启动了吗？ + +使用 `kubectl get service` 命令验证 DNS 服务是否启动。 + +```shell +$ kubectl get svc --namespace=kube-system +NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE +... +kube-dns 10.0.0.10 53/UDP,53/TCP 1h +... +``` + +如果您已经创建了该服务或它本应该默认创建但没有出现，参考[调试服务](/docs/tasks/debug-application-cluster/debug-service/)获取更多信息。 + +### DNS 端点暴露出来了吗？ + +您可以使用`kubectl get endpoints`命令验证 DNS 端点是否被暴露。 + +```shell +$ kubectl get ep kube-dns --namespace=kube-system +NAME ENDPOINTS AGE +kube-dns 10.180.3.17:53,10.180.3.17:53 1h +``` + + + +如果您没有看到端点，查看[调试服务](/docs/tasks/debug-application-cluster/debug-service/)文档中的端点部分。 + +获取更多的 Kubernetes DNS 示例，请参考 Kubernetes GitHub 仓库中的[cluster-dns示例](https://github.com/kubernetes/examples/tree/master/staging/cluster-dns)。 + +## 已知问题 + +Kubernetes安装时不会将节点的 resolv.conf 文件配置为默认使用集群 DNS，因为该过程本身是特定于发行版的。这一步应该放到最后实现。 + +Linux 的 libc 不可思议的卡住（[查看该2005年起暴出来的bug](https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=168253)）限制只能有 3 个 DNS `nameserver` 记录和 6 个 DNS `search` 记录。Kubernetes 需要消耗 1 个 `nameserver` 记录和 3 个 `search` 记录。这意味着如果本地安装已经使用 3 个 `nameserver` 或使用 3 个以上的 `search` 记录，那么其中一些设置将会丢失。有个部分解决该问题的方法，就是节点可以运行 `dnsmasq`，它将提供更多的 `nameserver` 条目，但不会有更多的 `search` 条目。您也可以使用 kubelet 的 `--resolv-conf` 标志。 + +如果您使用的是 Alpine 3.3 或更低版本作为基础映像，由于已知的 Alpine 问题，DNS 可能无法正常工作。点击[这里](https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/30215)查看更多信息。 + +## Kubernetes 集群联邦（多可用区支持） + +Kubernetes 1.3 版本起引入了支持多站点 Kubernetes 安装的集群联邦支持。这需要对 Kubernetes 集群 DNS 服务器处理 DNS 查询的方式进行一些小的（向后兼容的）更改，以便于查找联邦服务（跨多个 Kubernetes 集群）。有关集群联邦和多站点支持的更多详细信息，请参阅[集群联邦管理员指南](/docs/concepts/cluster-administration/federation/)。 + +## 参考 + +- [Configure DNS Service](https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/dns-custom-nameservers/) + +- [Service 和 Pod 的 DNS](/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/) +- [DNS 集群插件文档](http://releases.k8s.io/{{page.githubbranch}}/cluster/addons/dns/README.md) + + +- [自动扩容集群中的 DNS 服务](/docs/tasks/administer-cluster/dns-horizontal-autoscaling/) +- [Using CoreDNS for Service Discovery](https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/coredns/) \ No newline at end of file