Kubernetes DNS 服务配置案例

在 Kubernetes 系统中，Pod 在访问其他 Pod 的 Service 时，可以通过两种服务发现方式完成，即环境变量和 DNS 方式。但是使用环境变量是有限制条件的，即 Service 必须在 Pod 之前被创建出来，然后系统才能在新建的 Pod 中自动设置与 Service 相关的环境变量。DNS 则没有这个限制，其通过全局的 DNS 服务器来完成服务的注册与发现。

Kubernetes 提供的 DNS 由以下三个组件组成：

etcd: DNS 存储
kube2sky: 将 Kubernetes Master 中的 Service（服务）注册到 etcd。
skyDNS: 提供 DNS 域名解析服务。

这三个组件以 Pod 的方式启动和运行，所以在一个 Kubernetes 集群中，它们都可能被调度到任意一个 Node 节点上去。为了能够使它们之间网络互通，需要将各 Pod 之间的网络打通。

skydns 配置文件

首先创建 DNS 服务的 ReplicationController 配置文件：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: kube-dns-v8
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns
    version: v8
    kubernetes.io/cluster-service: " true "
spec:
  replicas: 1
  selector:
    k8s-app: kube-dns
    version: v8
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns
        version: v8
        kubernetes.io/cluster-service: " true "
    spec:
      containers:
      - name: etcd
        image: gcr.io/google_containers/etcd:2.0.9
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
        command:
        - /usr/local/bin/etcd
        - -data-dir
        - /var/etcd/data
        - -listen-client-urls
        - http://127.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:4001
        - -advertise-client-urls
        - http://127.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:4001
        - -initial-cluster-token
        - skydns-etcd
        volumeMounts:
        - name: etcd-storage
          mountPath: /var/etcd/data
      - name: kube2sky
        image: gcr.io/google_containers/kube2sky:1.11
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
        args:
        # command = " /kube2sky "
        - --kube_master_url=http://192.168.1.128:8080
        - -domain=cluster.local
      - name: skydns
        image: gcr.io/google_containers/skydns:2015-03-11-001
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
        args:
        # command = " /skydns "
        - -machines=http://localhost:4001
        - -addr=0.0.0.0:53
        - -domain=cluster.local
        ports:
        - containerPort: 53
          name: dns
          protocol: UDP
        - containerPort: 53
          name: dns-tcp
          protocol: TCP
      volumes:
        - name: etcd-storage
          emptyDir: {}
      dnsPolicy: Default

需要修改的几个配置参数如下：

kube2sky 容器需要访问 Kubernetes Master，需要配置 Master 所在物理主机的 IP 地址和端口号，本例中设置参数 –kube_master_url 的值为 http://192.168.1.128:8080。
kube2sky 容器和 skydns 容器的启动参数 -domain,设置 Kubernetes 集群中 Service 所属的域名，本例中为 cluster.local。启动后，kube2sky 会监听 Kubernetes，当有新的 Service 创建时，就会生成相应的记录并保存到 etcd 中。kube2sky 为每个 Service 生成两条记录：
- ..;
- ..svc.。
skydns 的启动参数 -addr=0.0.0.0:53 表示使用本机 TCP 和 UDP 的 53 端口提供服务。

创建 DNS 服务的 Service 配置文件如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-system
    labels:
      k8s-app: kube-dns
      kubernetes.io/cluster-services: " true "
      kubernetes.io/name: " KubeDNS "
spec:
  selector:
    k8s-app: kube-dns
  clusterIP: 20.1.0.100
  ports:
  - name: dns
    port: 53
    protocol: UDP
  - name: dns-tcp
    port: 53
    protocol: TCP

注意，skydns 服务使用的 clusterIP 需要我们指定一个固定的 IP 地址，每个 Node 的 Kubernetes 进程都将使用这个 IP 地址，不能通过 Kubernetes 自动分配。

另外，这个 IP 地址需要在 kube-apiserver 启动参数 –service-cluster-ip-range 指定的 IP 地址范围内。

修改每个 Node 上的 Kubelet 启动参数

修改每台 Node 上 Kubelet 的启动参数：

–cluster_dns=20.1.0.100，为 DNS 服务的 ClusterIP 地址；
–cluster_domain=cluster.local，为 DNS 服务中设置的域名。

然后重启 Kubelet 服务。

创建 skydns Pod 和服务

通过 kubectl create 完成 RC 和 Service 的创建：

1 2	# kubectl create -f skydns-rc.yaml # kubectl create -f skydns-svc.yaml

创建完成后，可以查看系统创建的 RC、Pod、Service 是否创建成功：

1	# kubectl get rc\|pods\|services --namespace=kube-system

DNS 服务的工作原理

让我们看看 DNS 服务背后的工作原理。

kube2sky 容器应用通过调用 Kubernetes Master 的 API 获得集群中所有 Service 的信息，并持续监控新 Service 的生成，然后写入 etcd 中。

1 2	查看 etcd 中存储的 Service 信息 # kubectl exec kube-dns-v8-xxxxx -c etcd --namespace=kube-system etcdctl ls /skydns/local/cluster

根据 Kubelet 启动参数的设置（–cluster_dns），Kubelet 会在每个新创建的 Pod 中设置 DNS 域名解析配置文件 /etc/resolv.conf 文件，在其中增加了一条 nameserver 配置和一条 search 配置。

最后，应用程序就能够像访问网站域名一样，仅仅通过服务的名字就能访问到服务了。

通过 DNS 设置，对于其他 Service 的查询将可以不再依赖系统为每个 Pod 创建的环境变量，而是直接使用 Service 的名字就能对其进行访问，使得应用程序中的代码更加简洁。

2016-03-30