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Default：Pod 继承所在主机上的 DNS 配置;
ClusterFirst：K8s 的默认设置;先在 K8s 集群配置的 coreDNS 中查询,查不到的再去继承自主机的上游 nameserver 中查询;
ClusterFirstWithHostNet：对于网络配置为 hostNetwork 的 Pod 而言,其 DNS 配置规则与 ClusterFirst 一致;
None：忽略 K8s 环境的 DNS 配置,只认 Pod 的 dnsConfig 设置.

3.2 resolv.conf

在部署 pod 的时候,如果用的是 K8s 集群的 DNS,那么 kubelet 在起 pause 容器的时候,会将其 DNS 解析配置初始化成集群内的配置.

Such as creating a call my-nginx 的 deployment,其 pod 中的 resolv.conf 文件如下：

# DNS 服务的 IP,即coreDNS 的 clusterIP
nameserver 169.254.25.10

# DNS search 域.解析域名的时候,将要访问的域名依次带入 search 域,进行 DNS 查询
# 比如访问your-nginx,其进行的 DNS 域名查询的顺序是：your-nginx.default.svc.cluster.local. -> your-nginx.svc.cluster.local. -> your-nginx.cluster.local.
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local

# 其他项,最常见的是 dnots.dnots 指的是如果查询的域名包含的点 “.” 小于 5,则先走search域,再用绝对域名;如果查询的域名包含点数大于或等于 5,则先用绝对域名,再走search域
# K8s 中默认的配置是 5.
options ndots:5

3.3 coreDNS Corefile 文件

CoreDNS 实现了应用的插件化,用户可以选择所需的插件编译到可执行文件中;CoreDNS 的配置文件是 Corefile 形式的,coreDNS 的 configMap如下所示：

apiVersion: v1
data:
  Corefile: |
    .:53 {
        errors
        health
        # 指明 cluster.local 后缀的域名,都是 kubernetes 内部域名,coredns 会监听 service 的变化来维护域名关系,所以cluster.local 相关域名都在这里解析
        kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
           pods insecure
           upstream
           fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
        }
        
        # CoreDNS 的监控地址为：http://localhost:9153/metrics 
        prometheus :9153
        
        # proxy 指 coredns 中没有找到记录,则去 /etc/resolv.conf 中的 nameserver 请求解析,而 coredns 容器中的 /etc/resolv.conf 是继承自宿主机的.
        # 实际效果是如果不是 k8s 内部域名,就会去默认的 dns 服务器请求解析,并返回给 coredns 的请求者.
        forward . /etc/resolv.conf
        
        cache 30    # 允许缓存
        loop    # 如果找到循环,则检测简单的转发循环并停止 CoreDNS 进程
        reload  # 允许 Corefile 的配置自动更新.在更改 ConfigMap 后两分钟,修改生效
        loadbalance # 这是一个循环 DNS 负载均衡器,可以在答案中随机化 A,AAAA 和 MX 记录的顺序
    }
kind: ConfigMap
metadata:
  creationTimestamp: "2019-06-10T03:19:01Z"
  name: coredns
  namespace: kube-system

四、node local dns

4.1 DNS间歇性5秒延迟

由于 Linux 内核中的缺陷,在 Kubernetes 集群中你很可能会碰到恼人的 DNS 间歇性 5 秒延迟问题.

原因是镜像底层库 DNS 解析行为默认使用 UDP 在同一个 socket 并发 A 和 AAAA 记录请求,由于 UDP 无状态,两个请求可能会并发创建 conntrack 表项,如果最终 DNAT 成同一个集群 DNS 的 Pod IP 就会导致 conntrack 冲突,由于 conntrack 的创建和插入是不加锁的,最终后面插入的 conntrack 表项就会被丢弃,从而请求超时,默认 5s 后重试,造成现象就是 DNS 5 秒延时.

For specific reasons, see：

issues-56903

Weave works分析

4.2 NodeLocal DNSCache

NodeLocal DNSCache通过在集群上运行一个dnsCache daemonset来提高clusterDNS性能和可靠性.相比于纯coredns方案,nodelocaldns + coredns方案能够大幅降低DNS查询timeout的频次,提升服务稳定性.

nodelocaldns配置如下,nodelocaldns只配置了一个server,监听默认的UDP 53端口,4个zone.域名后缀为cluster.localof all domains as wellin-addr.arpa和ip6.arpaForm domain name to gocoredns进行域名解析,Other external domain names use the host's/etc/resolv.conf文件配置的nameserver进行解析.

缓存分为 256 个分片,Each shard can hold at most by default 39 个项目 - 总大小为 256 * 39 = 9984 个项目.

# 其中cluster.local、in-addr.arpa、ip6.arpa表示kubernetesThe plugin will handle the domain name suffix as cluster.localof all domains and handles all of themin-addr.arpa中的反向dns查找和ip6.arpa形式域名,其中kuberne# The cluster domain name suffix is in kubelet参数中配置的,默认值为cluster.local

apiVersion: v1
data:
  Corefile: |
    cluster.local:53 {
        errors
        cache {
            success 9984 30 # Cache at most for successful caches9984A domain name resolution record,缓存时间为30s
            denial 9984 5   # Cache at most for failed caches9984A domain name resolution record,缓存时间为5s
        }
        reload
        loop
        bind 169.254.25.10
        forward . 10.233.0.3 {
            force_tcp
        }
        prometheus :9253
        health 169.254.25.10:9254
    }
    in-addr.arpa:53 {
        errors
        cache 30
        reload
        loop
        bind 169.254.25.10
        forward . 10.233.0.3 {
            force_tcp
        }
        prometheus :9253
    }
    ip6.arpa:53 {
        errors
        cache 30
        reload
        loop
        bind 169.254.25.10
        forward . 10.233.0.3 {
            force_tcp
        }
        prometheus :9253
    }
    .:53 {
        errors
        cache 30
        reload
        loop
        bind 169.254.25.10
        forward . /etc/resolv.conf
        prometheus :9253
    }
kind: ConfigMap
......

nodelocaldns + coredns方案,DNSThe query flow is as follows：