k8s本地DNS详解
Kubernetes（简称k8s）作为一个高度自动化的容器编排平台，其内部的DNS系统扮演着至关重要的角色，它不仅简化了服务发现的过程，还提高了应用的可移植性和灵活性，以下是关于k8s本地DNS的详细介绍：
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定义：在Kubernetes集群中，每个Service都会被分配一个唯一的DNS名称，这个名称可以通过集群内的DNS服务器解析为对应的Pod IP地址或ClusterIP，这种机制使得应用程序能够通过域名而非直接使用IP地址来访问其他服务，极大地提升了管理的便捷性。
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作用：主要提供两种核心功能——服务发现和负载均衡，当有新的Pod加入或者退出时，DNS会自动更新相应的记录，确保客户端总是能够获取到最新的后端端点信息；它还支持轮询等策略来实现请求的均匀分布。
发展历程与组件演变
| 版本 | DNS实现方式 | 主要特点 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 早期(≤1.10) | kubedns | 基于SkyDNS改进而来，由多个容器协同工作完成DNS解析任务 | 已被逐步淘汰 |
| ≥1.11 | CoreDNS | 成为默认选择，性能更优且配置更加灵活 | 推荐使用 |
CoreDNS具有轻量级、插件化架构的特点，允许用户根据需求定制各种高级特性如缓存策略、日志格式等，它的出现标志着K8s生态向标准化又迈进了一大步。
工作原理
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命名规则：遵循特定格式
<service名>.<namespace名>.svc.<根域名>，myapp.default.svc.cluster.local，这里的“cluster.local”是整个集群共用的顶级域。 -
查询流程：当某个容器发起对另一服务的DNS查询时，该请求首先会被发送到本节点上的kubelet进程，然后转发至集群级别的CoreDNS实例进行处理，CoreDNS会查找匹配的服务记录并将结果返回给调用方。
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自动更新机制：每当有新的Service创建或是现有Service发生变化时，API Server会通知CoreDNS同步这些变动，从而保证DNS数据的实时准确性。
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配置示例：为了让节点知道如何连接到集群内的DNS服务器，需要在启动kubelet时指定参数
clusterdns=169.169.0.100，这里的IP地址即为CoreDNS服务的ClusterIP。
优势分析
- 解耦依赖关系：即使底层Pod的IP发生改变，上层应用也无需做任何修改，因为DNS会自动刷新相应的解析条目。
- 简化运维复杂度：管理员不再需要手动维护大量的主机文件，降低了出错概率。
- 增强安全性：相较于直接暴露IP地址的方式，使用域名可以更好地控制访问权限，比如结合Ingress控制器实现更安全的流量管控。
常见问题及解决方案
| 问题类型 | 现象描述 | 可能原因 | 解决办法 |
|---|---|---|---|
| 无法解析域名 | 应用报错找不到主机 | CoreDNS未正确安装/配置错误 | 检查Deployment状态，确认YAML文件中的配置项无误 |
| 跨命名空间访问失败 | 只能在同一NS内正常通信 | 缺少对外部命名空间的引用声明 | 添加相应的Namespace到/etc/hosts或者调整CoreDNS的配置以允许跨NS查询 |
| 性能瓶颈显现 | 大量并发导致响应缓慢 | 默认缓存设置不合理 | 调优CoreDNS插件参数，适当增加TTL值减少重复查询次数 |
相关问题与解答
Q1: 如何在自定义资源定义(CRD)中使用自己的DNS后缀？
A1: 可以通过修改kubelet启动参数中的clusterdomain选项来更改全局默认后缀；也可以针对特定的Service设置个性化的子域名，只需在其注解中添加dns.example.com/suffix: "mycustomdomain"即可生效。
Q2: CoreDNS支持哪些类型的插件？它们分别有什么用途？ A2: CoreDNS拥有丰富的插件体系，包括但不限于：
cache：启用内存缓存加速频繁访问的域名解析速度；loop：检测循环依赖问题；prometheus：导出指标供监控工具采集展示；forward：将未命中本地缓存的请求转发至上一级DNS服务器。 用户可以根据自身场景选择合适的插件组合以达到最佳效果。
Kubernetes内的本地DNS系统是保障服务间高效通信的关键基础设施之一,合理利用其特性可以帮助开发者构建更为健壮的应用架构