从一次k8s容器内域名解析失败学习k8s的DNS策略

k8s的DNS相关内容,详见官方文档地址

一、k8s默认的DNS策略

k8s提供了5种DNS策略,如下:

  • Default: Pod 从运行所在的节点继承名称解析配置。
  • ClusterFirst: 与配置的集群域后缀不匹配的任何 DNS 查询(例如 “www.kubernetes.io”) 都将转发到从节点继承的上游名称服务器。集群管理员可能配置了额外的存根域和上游 DNS 服务器。
  • ClusterFirstWithHostNet:对于以 hostNetwork 方式运行的 Pod,应显式设置其 DNS 策略 ClusterFirstWithHostNet
  • None: 此设置允许 Pod 忽略 Kubernetes 环境中的 DNS 设置。Pod 会使用其 dnsConfig 字段 所提供的 DNS 设置。

k8s默认使用的DNS策略是ClusterFirst,这点需要注意,也就是说域名解析会优先使用集群的DNS(kube-DNS)进行查询,如果k8s的DNS解析失败,会转发到宿主机的DNS进行解析。

二、k8s容器的resolv.conf

k8s上运行的容器,其域名解析和一般的Linux一样,都是根据 /etc/resolv.conf 文件进行解析,下面看一个开发环境某一个pod的resolv.conf内容:

nameserver 10.96.0.10
search jplat.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local localhost
options ndots:5

上面内容中nameserver即为k8s集群中kube-dnsServiceCLUSTER-IP,该集群中容器的nameserver均为kube-dns的ip。

searchoptions ndots我们一起来讲。首先我们需要了解一个概念FQDN(Fully qualified domain name)即完整域名。一般来说如果一个域名以.结束,就表示一个完整域名。比如www.abc.xyz.就是一个FQDN,而www.abc.xyz则不是FQDN。了解了这个概念之后我们就来看searchoptions ndots

如果我们的pod使用的是默认的DNS策略,即ClusterFirst,那么如果一个域名是FQDN,那么这个域名会被转发给DNS服务器进行解析。如果域名不是FQDN,那么这个域名会到search搜索解析,还是通过一个例子说明,比如访问abc.xyz这个域名,因为它并不是一个FQDN,所以它会和search域中的值进行组合而变成一个FQDN,以上文的resolv.conf为例,这域名会这样组合:

abx.xyz.jplat.svc.cluster.local.
abc.xyz.svc.cluster.local.
abc.xyz.cluster.local.
...

然后这些域名先被kube-DNS解析,如果没有解析成功再由宿主机的DNS服务器进行解析。

ndots是用来表示一个域名中.的个数在不小于该值的情况下会被认为是一个FQDN。简单说这个属性用来判断一个不是以.结束的域名在什么条件下会被认定为是一个FQDN。还是通过我们另一个pod的resolv.conf为例,如下:

nameserver 10.96.0.10
search oms-dev.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local localhost
options ndots:2 edns0

在这个resolv.confndots为2,也就是说如果一个域名中.的数量大于等于2,即使域名不是以.结尾,也会被认定为是一个FQDN。比如:域名是abc.xyz.xxx这个域名就是FQDN,而abc.xyz则不是FQDN

之所以会有search域主要还是为了方便k8s内部服务之间的访问。比如:k8s在同一个namespace下是可以直接通过服务名称进行访问的,其原理就是会在search域查找,比如上面的resolv.confjplat、oms-dev着两个其实都是这两个pod所在的namespace的名称。所以通过服务名称访问的时候,会和search域进行组合,这样最终域名会组合成servicename.namespace.svc.cluster.local。而如果是跨namespace访问,则可以通过servicename.namespace这样的形式,在通过和search域组合,依然可以得到servicename.namespace.svc.cluster.local


三、解决问题

在了解k8s的DNS相关知识之后,回到我们项目组在开发中遇到一个问题:一个应用的pod内调用外部接口失败,报错的原因就是unknown host,最开始我以为是外部应用没在一个网段的问题,但是直接通过服务器却可以访问的。当时pod使用的是默认的DNS策略,即ClusterFirstndots也是默认值,即5。问题出现了。我请求的域名是www.abc.com/api,域名只有2个点,所以会和search域的域名进行组合,结果当然无法解析。考虑到我们的pod访问都是在同一namespace下,即使跨namespace,我们也是通过servicename.namespace进行访问的,所以最终选择将ndots改为2。修改应用的Deployment yaml文件,修改如下:

      dnsConfig:
        options:
          - name: ndots
            value: "2"

修改完成之后重新部署项目,测试解决。

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