Kubernetes Service服务发现dns之CoreDNS

背景

Kubernetes 集群内部的服务发现是微服务架构的核心基础，而 DNS 服务则是实现这一机制的关键组件。

在 Kubernetes 集群中，服务发现允许 Pod 通过服务名（而非硬编码 IP）定位其他服务。

早期的默认 DNS 组件 kube-dns 因架构复杂、性能瓶颈和维护成本高等问题逐渐被弃用。自 Kubernetes 1.11 起，CoreDNS 成为官方推荐的 DNS 解决方案。

什么是Service、服务发现、Endpoint

在 Kubernetes中，Service是用于将一组Pod以稳定的网络接口暴露出来，公开为一个网络服务的抽象，提供稳定的访问入口。虽然 Pod 的 IP 是动态分配的、会频繁变动，但 Service 通过分配一个固定的虚拟 IP（ClusterIP）来解决 Pod 动态变化的问题，并实现负载均衡，确保客户端始终可以通过统一的方式访问服务。

在 Kubernetes 中，Pod的生命周期是短暂的，可能会被终止和重新创建，而 Service 提供了一个持久的访问入口，确保用户或其他服务可以通过固定的 IP 地址或 DNS 名称访问这些 Pod。

Endpoint：
在 Kubernetes 中，Endpoint 是用来连接服务和实际提供服务的 Pod 的资源。Endpoint 对象负责维护一组 IP 地址和端口信息，这些信息指向在集群中运行的实际 Pod，使得客户端可以通过 Service 访问这些 Pod。

Endpoint则是与 Service 相关联的资源，存储了与该服务相关联的实际 Pod 的 IP 地址和端口列表。
- 当一个 Service 被创建时，Kubernetes 控制平面会自动生成与该 Service 对应的 Endpoint，
- 用来维护服务和实际运行的 Pod 之间的映射。

命令操作

查看 Service 相关的 Endpoint：

kubectl get endpoints <service-name>

查看 Endpoint 详细信息：

kubectl describe endpoints <service-name>

服务的 DNS 解析结果通常是其 ClusterIP，但如果你需要查看服务的具体后端 Pod，可以检查其 Endpoints.

kubectl get endpoints my-service -n default

注意，加强对 Services（服务）的理解， 从lens工具菜单，我们可以看到Services（服务）归类到网络。

什么是CoreDNS

官网： https://coredns.io/

CoreDNS 是 Kubernetes 中用于服务发现和内部 DNS 解析的默认 DNS 服务器。

服务发现：在 Kubernetes 集群中，服务（Service）是通过 DNS 名称来访问的。当一个 Pod 需要访问另一个服务时，它会向 CoreDNS 发起一个 DNS 查询请求。

这是最关键的插件，负责处理 Kubernetes 内部服务的 DNS 解析。

CoreDNS 采用单进程模型，直接与 Kubernetes API 交互：

• Kubernetes 插件：实时监听 Service/Endpoint/Pod 变更，生成 DNS 记录。
• 插件链机制：通过组合插件实现 DNS 解析、缓存、转发等功能。
• 无状态设计：无需依赖外部存储（如 etcd），降低运维复杂度。

CoreDNS 的工作原理

CoreDNS 的工作原理
1.当一个 Pod 请求一个服务的 DNS 名称（例如 my-service.my-namespace.svc.cluster.local）时，DNS 请求会被 CoreDNS 处理。
2.CoreDNS 检查 Corefile 中的配置，首先尝试使用 kubernetes 插件来解析请求。
3.如果服务名存在，CoreDNS 将返回服务的 ClusterIP 地址。
4.如果请求无法由 Kubernetes 内部解析，CoreDNS 使用 forward 插件将查询转发到外部 DNS 服务器进行解析。

常用命令

coredns 运行状态

1. 查看 CoreDNS 的 Pod 状态

首先，确认 CoreDNS 的 Pod 是否正常运行。CoreDNS 通常位于 kube-system 命名空间。

kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

输出示例：

NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-7f6cbbb7b8-abcde    1/1     Running   0          10d
coredns-7f6cbbb7b8-fghij    1/1     Running   0          10d

STATUS：确保 Pod 的状态是 Running。
READY：确保 Pod 的容器已经就绪（1/1 表示 1 个容器已就绪）。

2. 查看 CoreDNS 的 Service

CoreDNS 通常通过一个 Service 暴露服务。可以查看其 Service 的状态。

kubectl get svc -n kube-system kube-dns

输出示例：

NAME       TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE
kube-dns   ClusterIP   10.96.0.10    <none>        53/UDP,53/TCP   10d

CLUSTER-IP：确保 CoreDNS 的 Service 有一个有效的 ClusterIP。
PORT(S)：确保端口 53（UDP/TCP）已正确暴露。

3. 检查 CoreDNS 的配置
   CoreDNS 的配置文件通常以 ConfigMap 的形式存在。可以查看其配置。

kubectl get configmap -n kube-system coredns -o yaml

4. 验证 DNS 解析

最后，验证 CoreDNS 是否正常工作。可以在集群中创建一个临时 Pod 并测试 DNS 解析。

kubectl run -it --rm --image=busybox:1.28 --restart=Never -- dns-test -- nslookup kubernetes.default

根据服务名，判断某个服务dns解析是否正常

列出命名空间中的服务

kubectl get svc -n your-namespace

Kubernetes 会自动为每个 Service 分配一个 DNS 名称，格式为 <service-name>.<namespace>.svc.cluster.local

假设你找到的服务名是 my-service，位于 default 命名空间，那么它的 DNS 名称是：my-service.default.svc.cluster.local
如果服务位于其他命名空间（例如 my-namespace），则 DNS 名称是：my-service.my-namespace.svc.cluster.local

使用 nslookup 查询 DNS 信息

你可以通过创建一个临时 Pod（例如使用 busybox 镜像）来查询服务的 DNS 信息。

kubectl run -it --rm --image=busybox:1.36 --restart=Never dns-test -- nslookup my-service.default.svc.cluster.local