基于 DNS 的 Kubernetes 服务发现的规范
概述
概述
参考：
任何基于 DNS 的以实现 Kubernetes 服务发现的实现工具，必须提供本规范描述的 Resource Record
DNS Records 类型包含以下几种：A/AAAA、SRV、PTR、CHAME。不同的 k8s 资源，其可用的 Record Type 也不相同。
Resource Records 规范
在下面的描述中，有几个占位符，表示如下含义：
<service> # service 对象的名字
<ns> # namesapce 的名字
<zone> # 集群域名(默认为 cluster.local)。
- 集群域名可以通过 kubelet 的配置文件 clusterDomain 字段定义。
<ttl> # 一条 Record 的标准 DNS 存活时间
ClusterIP 类型 Service 的 RR 格式
参考：官方文档
现在假定一个 Service 对象名为 <service>，在名为 <ns> 名称空间，该 Service 对象的 CLUSTER-IP 为 <cluster-ip>。则 DNS 实现程序必须具有下列几种类型的 Records(记录)。
A/AAAA Record
如果 <service> 对象具有 <cluster-ip> 且为 IPv4 地址。
A 记录 格式：<service>.<ns>.svc.<zone>. <ttl> IN A <cluster-ip>
- 请求样例：
- kubernetes.default.svc.cluster.local. IN A
- 响应样例：
- kubernetes.default.svc.cluster.local. 4 IN A 10.3.0.1
如果 <service> 对象具有 <cluster-ip> 且为 IPv6 地址。
AAAA 记录 格式：<service>.<ns>.svc.<zone>. <ttl> IN AAAA <cluster-ip>
- 请求样例：
- kubernetes.default.svc.cluster.local. IN AAAA
- 响应样例：
- kubernetes.default.svc.cluster.local. 4 IN AAAA 2001:db8::1
SRV Record
PTR Record
总结
Service 域名与 Service 的 CLUSTER-IP 具有关联关系
Headless 类型的 Service 的 RR 格式
参考：官方文档
现在假定一个 Headless 类型的 Service 对象名为 <service>，在名为 <ns> 名称空间，没有 CLUSTER-IP，Service 关联的每个 Pod 的主机名为 <hostname>，每个 Pod 的 IP 地址为 <endpoint-ip>。则 DNS 实现程序必须具有下列几种类型的 Records(记录)。
A/AAAA Record
对于 Headless 类型的 Service，Service 对应的每个 endpoint 的 <endpoint-ip>(也就是 Pod 的 IP)，都必须有一个 A 记录。如果 endpoint 不存在，则 DNS-Rcode 应该是 NXDOMAIN。并且，<endpoint-ip> 会对应两种 A 记录
通过 Service 名称解析到 endpoint-ip 的 Record
通过 Pod 主机名解析到 endpoint-ip 的 Record。注意，该记录只有在 Statefulset 生成的 Pod 才有效果。
针对 Service 名称的 A 记录格式：<service>.<ns>.svc.<zone>. <ttl> IN A <endpoint-ip>
- 请求样例：
- headless.default.svc.cluster.local. IN A
- 响应样例：
- headless.default.svc.cluster.local. 4 IN A 10.3.0.1
- headless.default.svc.cluster.local. 4 IN A 10.3.0.2
- headless.default.svc.cluster.local. 4 IN A 10.3.0.3
- ….. 有多少个 endpoint 就有多少个响应
注意：Headless 与 ClusterIP 类型的 Service 最大的不同在于下面的 Resource Record。说白了就是多了个子域名
除了上面的 A 记录，还必须要有这样一种 A 记录。Service 对应的 endpoint 的 <endpoint-ip>(也就是 Pod 的 IP)，还必须有另一个 A 记录，该记录是 <endpoint-ip> 与 包含 <hostname>(也就是 Pod 的主机名) 的域名的对应关系。如果一个给定的 hostname 具有多个 IPv4 地址，则每个 IP 都要有一个 A 记录。
针对 Pod 主机名的 A 记录格式：<hostname>.<service>.<ns>.svc.<zone>. <ttl> IN A <endpoint-ip>
- 请求样例：
- my-pet.headless.default.svc.cluster.local. IN A
- 响应样例：
- my-pet.headless.default.svc.cluster.local. 4 IN A 10.3.0.100
AAAA 记录格式
略，把 A 改为 AAAA，IPv4 改为 IPv6，与 ClusterIP 类型的 Service 的 A 和 AAAA 记录的对应关系一样。
SRV Record
PTR Record
总结
Service 域名 与 Service 关联的后端 Pod 的 IP 具有解析关系。
带主机名的域名与 Service 关联的后端 Pod 的 IP 具有解析关系
ExternalName 类型的 Service 的 RR 格式
- CNAME Record：
<service>.<ns>.svc.<zone>. <ttl> IN CNAME <ExtName>.- 请求样例：foo.default.svc.cluster.local. IN A
- 响应样例：
- foo.default.svc.cluster.local. 10 IN CNAME www.example.com.
- www.example.com. 28715 IN A 192.0.2.53
示例：
# 在default名称空间中有一个名为 myapp 的 servcie ，ip 为 10.108.255.155
[root@master-1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 239d
myapp NodePort 10.108.255.155 <none> 80:52202/TCP 6d10h
# 这个 default 名称空间下的 myapp 的 service，在coredns中记录的域名为 myapp.default.svc.cluster.local ，对应的ip为 10.108.255.155
[root@master-1 ~]# kubectl exec -it -n test myapp-5ccfc89896-zxljh -- /bin/bash
[root@myapp-5ccfc89896-zxljh /]# ping myapp.default
PING myapp.default.svc.cluster.local (10.108.255.155) 56(84) bytes of data.
64 bytes from myapp.default.svc.cluster.local (10.108.255.155): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.030 ms
有两种类型的控制器，各自有两种类型的 Service。
root@desistdaydream:~# kubectl get svc -n logging
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
log-bj-test-grafana ClusterIP 10.103.6.159 <none> 80/TCP 2d4h
log-bj-test-grafana-headless ClusterIP None <none> 80/TCP 4h37m
log-bj-test-loki ClusterIP 10.102.159.19 <none> 3100/TCP 2d4h
log-bj-test-loki-headless ClusterIP None <none> 3100/TCP 2d4h
root@desistdaydream:~# kubectl get pod -n logging -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
log-bj-test-grafana-7764f5b4d7-28ngk 2/2 Running 0 2d4h 10.244.2.129 master-3.bj-test <none> <none>
log-bj-test-loki-0 1/1 Running 0 2d4h 10.244.1.211 master-2.bj-test <none> <none>
首先实验 ClusterIP 类型的 Service
~ # nslookup log-bj-test-grafana.logging.svc.cluster.local
......
Name: log-bj-test-grafana.logging.svc.cluster.local
Address: 10.103.6.159
~ # nslookup log-bj-test-loki.logging.svc.cluster.local
......
Name: log-bj-test-loki.logging.svc.cluster.local
Address: 10.102.159.19
实验 Headless 类型的 Service
# 解析 Service 名
~ # nslookup log-bj-test-grafana-headless.logging.svc.cluster.local
......
Name: log-bj-test-grafana-headless.logging.svc.cluster.local
Address: 10.244.2.129
~ # nslookup log-bj-test-loki-headless.logging.svc.cluster.local
......
Name: log-bj-test-loki-headless.logging.svc.cluster.local
Address: 10.244.1.211
# 解析主机名
~ # nslookup log-bj-test-grafana-7764f5b4d7-28ngk.log-bj-test-grafana-headless.logging.svc.cluster.local
......
** server can't find log-bj-test-grafana-7764f5b4d7-28ngk.log-bj-test-grafana-headless.logging.svc.cluster.local: NXDOMAIN
** server can't find log-bj-test-grafana-7764f5b4d7-28ngk.log-bj-test-grafana-headless.logging.svc.cluster.local: NXDOMAIN
~ # nslookup log-bj-test-loki-0.log-bj-test-loki-headless.logging.svc.cluster.local
......
Name: log-bj-test-loki-0.log-bj-test-loki-headless.logging.svc.cluster.local
Address: 10.244.1.211
SRV 记录
~ # nslookup _http-metrics._tcp.log-bj-test-loki-headless.logging.svc.cluster.local
......
Name: _http-metrics._tcp.log-bj-test-loki-headless.logging.svc.cluster.local
Address: 10.244.1.211
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