1 基础介绍
1.1 概念介绍
什么是DNS
我们先来了解一下什么是DNS:
DNS（Domain Name System）是互联网上用于域名解析的分布式数据库系统。
它将域名和 IP 地址之间建立了一种映射关系，使得用户可以使用易于记忆的域名来访问互联网上的各种资源，而不必记住它们的 IP 地址。
DNS工作原理
DNS（Domain Name System）的工作原理可以分为以下几个步骤：
- 域名解析请求：当用户在浏览器中输入一个域名时，浏览器会向本地 DNS 服务器发送一个域名解析请求。
- 本地 DNS 服务器查询：本地 DNS 服务器会首先查询自己的缓存，如果缓存中存在该域名的 IP 地址，则直接返回给浏览器。如果缓存中不存在，则本地 DNS 服务器会向根域名服务器发送一个查询请求。
- 根域名服务器响应：根域名服务器会返回给本地 DNS 服务器一个下一级域名服务器的 IP 地址。根域名服务器只负责返回下一级域名服务器的 IP 地址，不负责具体的域名解析工作。
- 顶级域名服务器查询：本地 DNS 服务器收到根域名服务器的响应后，会向下一级域名服务器发送一个查询请求，查询顶级域名服务器的 IP 地址。
- 顶级域名服务器响应：顶级域名服务器会返回给本地 DNS 服务器一个权威域名服务器的 IP 地址。
- 权威域名服务器查询：本地 DNS 服务器收到顶级域名服务器的响应后，会向权威域名服务器发送一个查询请求，查询该域名对应的 IP 地址。
- 权威域名服务器响应：权威域名服务器会返回给本地 DNS 服务器该域名对应的 IP 地址。
- 本地 DNS 服务器缓存：本地 DNS 服务器将该域名和 IP 地址的映射关系存储在缓存中，以便下一次查询时可以直接返回给浏览器。
- 浏览器访问：本地 DNS 服务器将该域名对应的 IP 地址返回给浏览器，浏览器通过该 IP 地址访问该域名对应的服务器。
DNS 的工作原理是一个分布式的系统，它可以支持海量的域名解析请求，并且具有高可用性和可靠性。在实际应用中，DNS 的性能和可靠性对于互联网服务的稳定运行具有非常重要的作用。
example.com域名解析示例：
其他DNS的信息，专门还有一篇文章讲解，这里就不展开了，下面我们来看下k8s中，dns的k8s类型
2 k8s中的DNS
2.1 类型
在 Kubernetes 中，有两种常见的 DNS 服务器：
- kube-dns 也是（Cluster DNS）
- CoreDNS
这两个都是 Kubernetes 集群中的默认 DNS 服务器，用于为 Pod 和 Service 提供域名解析服务。
2.2 kube-dns
kube-dns 是 Kubernetes 集群中最早的 DNS 解决方案，它由三个组件组成：
- kube-dns
- etcd
- dnsmasq
kube-dns 组件负责接收 DNS 请求，并将请求转发到 etcd 中存储的 DNS 记录中；
nsmasq 是一个轻量级的 DNS 服务器，用于解析 DNS 请求并返回相应的 IP 地址。
kube-dns 的工作原理
kube-dns 的工作原理如下：
- 当一个 Pod 或 Service 需要解析一个域名时，它会向 Kubernetes 集群中的 DNS 服务器发送 DNS 请求。
- kube-dns 组件会接收到这个请求，并根据请求中的域名和命名空间信息来查找相应的 Pod 或 Service，并返回对应的 IP 地址。
kube-dns 的优点在于它已经被广泛使用，并且在一些旧版本的 Kubernetes 中仍然是默认的 DNS 解决方案。
但是 kube-dns 的可扩展性和灵活性比较有限，而且它的性能也不如 CoreDNS。
2.3 CoreDNS
CoreDNS 是一个开源的 DNS 服务器，它是 Kubernetes 集群中默认的 DNS 服务器。
与 kube-dns 不同，CoreDNS 可以支持更多的插件，并且具有更好的可扩展性和灵活性。
在 Kubernetes 中，CoreDNS 主要用于为 Pod 和 Service 提供域名解析服务。
当一个 Pod 或 Service 需要解析一个域名时，它会向 Kubernetes 集群中的 DNS 服务器发送 DNS 请求。
如果 CoreDNS 是 Kubernetes 集群中的默认 DNS 服务器，它就会接收到这个请求，并根据请求中的域名和命名空间信息来查找相应的 Pod 或 Service，并返回对应的 IP 地址。
CoreDNS 的工作原理
CoreDNS 的工作原理可以分为以下几个步骤：
- 监听：CoreDNS 监听 Kubernetes 集群中的 DNS 服务 IP 地址和端口，这个地址一般是
10.96.0.10:53。当一个 Pod 或 Service 需要解析一个域名时，它会向这个地址发送 DNS 请求。- 转发：CoreDNS 接收到 DNS 请求后，会检查请求中的域名是否以
.cluster.local结尾。如果是，则 CoreDNS 会将请求转发给 Kubernetes 集群内部的 Service 或 Pod。- 判断：如果请求中的域名是一个 Service 的 DNS 名称，则 CoreDNS 会查找该 Service 的所有后端 Pod 的 IP 地址，并将其中一个返回给请求的 Pod 或 Service。
- pod判断：如果请求中的域名是一个 Pod 的 DNS 名称，则 CoreDNS 会直接返回该 Pod 的 IP 地址。
- 上游判断：如果请求的域名不是以
.cluster.local结尾，则 CoreDNS 会将请求转发给上游 DNS 服务器进行解析。CoreDNS 在 Kubernetes 中的工作原理与 kube-dns 类似，但它具有更好的可扩展性和灵活性。
CoreDNS 可以通过插件进行扩展，例如可以添加文件插件来支持从文件中读取 DNS 记录，也可以添加 forward 插件来支持将 DNS 请求转发给外部 DNS 服务器进行解析。通过这些插件，CoreDNS 可以满足不同的 DNS 解析需求。
需要注意的是，从 Kubernetes 1.13 版本开始，kube-dns 被 CoreDNS 替代成为了默认的 DNS 解决方案。因此，在新版本的 Kubernetes 中，建议使用 CoreDNS 作为 DNS 解决方案。
配置修改
在 Kubernetes 中，可以通过修改 kubelet 的启动参数来选择使用哪种类型的 DNS 服务。默认情况下，Kubernetes 使用 Cluster DNS。要使用 CoreDNS，需要在 kubelet 的启动参数中设置 --cluster-dns 选项。例如：
ini
Copy
--cluster-dns=10.96.0.10 --cluster-domain=cluster.local
这将使用 IP 地址为 10.96.0.10 的 CoreDNS 服务，并将集群域设置为 cluster.local。
3 DNS在k8s中的应用
DNS 在 Kubernetes 中有以下几种应用
- 服务发现：Kubernetes 中的 DNS 服务可以让容器和服务通过域名进行通信，而不用关心容器 IP 地址的变化。每个 Kubernetes Service 都会被分配一个 DNS 名称，可以通过该名称访问该服务中的所有容器。
- Pod 间通信：Kubernetes 中的每个 Pod 都会被分配一个唯一的 DNS 名称，可以通过该名称访问同一节点上的其他 Pod。
- 横向扩展：当一个 Kubernetes Deployment 水平扩展时，新创建的 Pod 也会被自动注册到 DNS 中，从而使得它们可以被其他 Pod 和服务发现。
- 集群内部域名解析：Kubernetes 集群中的 DNS 服务可以解析集群内部的域名，比如 Kubernetes API Server 的域名和 Service 的域名等。
- 集群外部域名解析：Kubernetes 集群中的 DNS 服务可以配置为解析集群外部的域名，从而使得容器和服务可以访问外部的服务和资源。
4 应用案例介绍
1 服务发现
在 Kubernetes 中，每个 Service 都会被分配一个唯一的 DNS 名称。这个 DNS 名称由 Service 名称和所在的命名空间组成。
形式为
servicename.namespace.svc.cluster.local。这个 DNS 名称可以被 Kubernetes 集群中的任何容器和服务使用，通过该名称访问该服务中的所有容器。
这种服务发现机制使得容器和服务可以轻松地进行通信，而不用关心容器 IP 地址的变化。
下面是一个使用 Service 发现机制的示例代码。
假设我们有一个名为 my-service 的 Service，它将流量路由到名为 my-pod 的 Pod。可以在另一个 Pod 中使用 my-service 的 DNS 名称来访问该服务：
import requests # 使用 Service 的 DNS 名称访问服务 response = requests.get("http://my-service.namespace.svc.cluster.local") # 处理响应 if response.status_code == 200: print("Success!") else: print("Error!")
2 Pod 间通信
在 Kubernetes 中，每个 Pod 都会被分配一个唯一的 DNS 名称。这个 DNS 名称由 Pod 名称和所在的命名空间组成。
形式为
podname.namespace.pod.cluster.local。这个 DNS 名称可以被同一节点上的其他 Pod 使用，通过该名称访问同一节点上的其他 Pod。
下面是一个使用 Pod 间通信的示例代码。假设有两个名为 pod1 和 pod2 的 Pod，它们都运行在同一个节点上。我们可以在 pod1 中使用 pod2 的 DNS 名称来访问 pod2：
import requests # 使用 Pod 的 DNS 名称访问另一个 Pod response = requests.get("http://pod2.namespace.pod.cluster.local") # 处理响应 if response.status_code == 200: print("Success!") else: print("Error!")
3 横向扩展
在 Kubernetes 中，当一个 Deployment 水平扩展时，新创建的 Pod 也会被自动注册到 DNS 中，从而使得它们可以被其他 Pod 和服务发现。
这意味着我们可以轻松地扩展我们的应用程序，并确保所有新创建的 Pod 都可以与其他 Pod 和服务进行通信
下面是一个使用横向扩展的示例代码。假设有一个名为 my-deployment 的 Deployment，它由一个名为 my-pod 的 Pod 组成。我们可以使用该 Deployment 的名称来访问 my-pod，并且可以轻松地扩展 Deployment，以便添加更多的 Pod：
import requests # 使用 Deployment 的名称访问 Pod response = requests.get("http://my-deployment.namespace.svc.cluster.local") # 处理响应 if response.status_code == 200: print("Success!") else: print("Error!")
4 集群内部域名解析
在 Kubernetes 中，集群内部的域名可以被自动解析。
例如，Kubernetes API Server 的域名为 kubernetes.default.svc.cluster.local，可以被 Kubernetes 集群中的任何容器和服务使用。
这个域名可以用于访问 Kubernetes API Server，以及其他需要访问 Kubernetes 集群内部资源的情况。
下面是一个使用集群内部域名解析的示例代码。假设我们需要访问 Kubernetes API Server，我们可以使用 kubernetes.default.svc.cluster.local 的 DNS 名称来访问它：
import requests # 使用 Kubernetes API Server 的 DNS 名称访问它 response= requests.get("https://kubernetes.default.svc.cluster.local/api/v1/namespaces") # 处理响应 if response.status_code == 200: print("Success!") else: print("Error!")
5 集群外部域名解析
Kubernetes 集群中的 DNS 服务可以配置为解析集群外部的域名，从而使得容器和服务可以访问外部的服务和资源。
这个功能可以通过在 Kubernetes 中配置外部 DNS 服务器来实现。
下面是一个使用集群外部域名解析的示例代码。假设我们需要访问 Google 的网站，我们可以使用 Google 的域名来访问它：
import requests # 使用 Google 的域名访问它 response = requests.get("https://www.google.com") # 处理响应 if response.status_code == 200: print("Success!") else: print("Error!")
需要注意的是，这个示例代码并没有直接使用 Kubernetes 集群中的 DNS 服务来解析 Google 的域名。
为了使用 Kubernetes 集群中的 DNS 服务解析外部域名，需要在 Kubernetes 中配置外部 DNS 服务器。
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