kubernetes可以为pod提供dns内部域名解析服务。其主要作用是为pod提供可以直接通过service的名字解析为对应service的ip的功能。

部署kubernetes dns服务主要需要两部分。

kubelet
在kubelet中增加启动项，修改

$ vi /etc/kubernetes/kubelet
KUBELET_ARGS=”–cluster_dns=10.254.0.10 –cluster_domain=kube.local”
创建dns rc和service

以下为两个dns rc和service的配置文件

[root@localhost calico]# cat /etc/kubernetes/skydns-rc.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: kube-dns-v6
namespace: default
labels:
k8s-app: kube-dns
version: v6
kubernetes.io/cluster-service: “true”
spec:
replicas: 1
selector:
k8s-app: kube-dns
version: v6
template:
metadata:
labels:
k8s-app: kube-dns
version: v6
kubernetes.io/cluster-service: “true”
spec:
containers:
- name: etcd
image: gcr.io/google_containers/etcd:2.0.9
command:
- /usr/local/bin/etcd
- -listen-client-urls
- http://0.0.0.0:2379,http://0.0.0.0:4001
- -advertise-client-urls
- http://127.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:4001
- -initial-cluster-token
- skydns-etcd
- name: kube2sky
image: gcr.io/google_containers/kube2sky:1.11
resources:
limits:
cpu: 100m
memory: 50Mi
command:
- /kube2sky
- –kube_master_url=http://10.8.65.48:8080
- -domain=kube.local
- name: skydns
image: gcr.io/google_containers/skydns:2015-03-11-001
resources:
command:
- /skydns
- -machines=http://localhost:4001
- -addr=0.0.0.0:53
- -domain=kube.local.
ports:
- containerPort: 53
name: dns
protocol: UDP
- containerPort: 53
name: dns-tcp
protocol: TCP
dnsPolicy: Default

[root@localhost calico]# cat /etc/kubernetes/skydns-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: kube-dns
namespace: default
labels:
k8s-app: kube-dns
kubernetes.io/cluster-service: “true”
kubernetes.io/name: “KubeDNS”
spec:
selector:
k8s-app: kube-dns
clusterIP: 10.254.0.10
ports:

• name: dns
  port: 53
  protocol: UDP


• name: dns-tcp
  port: 53
  protocol: TCP
  然后使用kubectl进行创建

kubectl create -f /etc/kubernetes/skydns-rc.yaml
kubectl create -f /etc/kubernetes/skydns-svc.yaml
最后使用kubectl get rc和kubectl get service进行检查，验证其是否创建成功。

dns实验
在部署完成后，进行验证实验。首先创建一个名为mysql-service的service。

[root@localhost k8s]# cat srv.yml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
name: mysql
role: service
name: mysql-service
spec:
ports:
- port: 3306
targetPort: 3306
type: NodePort
selector:
name: mysql
通过kubectl create -f srv.yml创建，然后进行查看

[root@localhost k8s]# kubectl get service
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kube-dns 10.254.0.10 53/UDP,53/TCP 3d
kubernetes 10.254.0.1 443/TCP 3d
mysql-service 10.254.162.44 nodes 3306/TCP 3d
可以看到mysql-service服务创建成功。

现在我再创建一个pod，查看其是否能正确解析域名。这里使用最简单的busybox镜像。

[root@localhost k8s]# cat busybox.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
name: busybox
role: master
name: busybox
spec:
containers:
- name: busybox
image: busybox

command:
- sleep
- “360000”
使用kubectl create -f busybox.yml创建。

使用exec进入到容器中进行域名解析

[root@localhost k8s]# kubectl exec -i -t busybox sh
/ # nslookup mysql-service
Server: 10.254.0.10
Address 1: 10.254.0.10 localhost

Name: mysql-service
Address 1: 10.254.162.44
/ # nslookup mysql-service.default.kube.local
Server: 10.254.0.10
Address 1: 10.254.0.10

Name: mysql-service.default.kube.local
Address 1: 10.254.162.44
/ # nslookup mysql-service.default.svc.kube.local
Server: 10.254.0.10
Address 1: 10.254.0.10

Name: mysql-service.default.svc.kube.local
Address 1: 10.254.162.44
可以看到mysql-service、mysql-service.default.svc.kube.local、mysql-service.default.kube.local的域名均能正确解析为mysql-service的service中的ip10.254.162.44。

其中mysql-service.default.kube.local为完整域名，其组成为..。

kubernetes dns原理
现在反过来看kubernetes dns的原理。

首先在部署时候创建了一个dns的rc，最终会产生三个容器(不含pause)

[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
033800f393b9 index.alauda.cn/tutum/centos:centos6 “/run.sh” 3 days ago Up 3 days 22/tcp awesome_newton
0fb60dcfb8b4 gcr.io/google_containers/etcd:2.0.9 “/usr/local/bin/etcd “ 3 days ago Up 3 days k8s_etcd.8d001f7f_kube-dns-v6-ju8cb_default_149fdba5-4e50-11e6-ba47-0800273d5f3f_6afe5c27
0a0efd5f0aaa gcr.io/google_containers/skydns:2015-03-11-001 “/skydns -machines=ht” 3 days ago Up 3 days k8s_skydns.5d0f4a29_kube-dns-v6-ju8cb_default_149fdba5-4e50-11e6-ba47-0800273d5f3f_f7c4ee06
cfef318e4032 gcr.io/google_containers/kube2sky:1.11 “/kube2sky –kube_mas” 3 days ago Up 3 days k8s_kube2sky.eb7ac18c_kube-dns-v6-ju8cb_default_149fdba5-4e50-11e6-ba47-0800273d5f3f_19b79770
afad7b2ebd3d docker.io/kubernetes/pause “/pause” 3 days ago Up 3 days k8s_POD.87e723e6_kube-dns-v6-ju8cb_default_149fdba5-4e50-11e6-ba47-0800273d5f3f_3c3f7c87
dns解析过程
在创建的pod中，可以查看其所使用的域名解析服务器:

[root@localhost k8s]# kubectl exec -i -t busybox sh
/ # cat /etc/resolv.conf
search default.svc.kube.local svc.kube.local kube.local
nameserver 10.254.0.10
options ndots:5
在kubelet创建pod时，会使用为kubelet配置的-cluster_dns=10.254.0.10 –cluster_domain=kube.local，在创建的pod中从而使用对应的dns服务器。

而这一dns解析服务，实际是由dns的rc中的gcr.io/google_containers/skydns:2015-03-11-001容器0a0efd5f0aaa完成的。

skydns的数据源来自于gcr.io/google_containers/etcd:2.0.9的容器0fb60dcfb8b4。

[root@localhost ~]# docker exec -it 0fb etcdctl get /skydns/local/kube/svc/default/mysql-service/2f1020d6
{“host”:”10.254.162.44”,”priority”:10,”weight”:10,”ttl”:30,”targetstrip”:0}
[root@localhost ~]# docker exec -it 0fb etcdctl get /skydns/local/kube/default/mysql-service
{“host”:”10.254.162.44”,”priority”:10,”weight”:10,”ttl”:30,”targetstrip”:0}
service同步过程
etcd的数据源自于gcr.io/google_containers/kube2sky:1.11创建的cfef318e4032容器。

cfef318e4032容器通过watch kube-api的service，查看service的变化。

当service创建/删除/修改时，cfef318e4032容器获取对应的service信息，将其保存在etcd的容器0fb60dcfb8b4中，进而提供给skydns使用。

构建私有的域名解析主要是出于两个目的：(1）通过域名，而不是ip来记忆服务，是更方便的事情；（2）在做主备切换的时候，只需要更改域名对应的ip值，从而实现在服务域名不变的情况下实现主备切换，这里如果没有域名，实现起来怎样，读者可以思考下。

       本文讲解用etcd+ skydns构建域名解析服务的方法。etcd集群保存域名记录，skydns负责域名解析，skydns和etcd出自同一个项目，两者之间有良好的配合接口。skydns是基于etcd的, etcd是一个键值存储仓库，用于配置共享和服务发现。

     skydns的github：https://github.com/skynetservices/skydns1

     etcd的github：https://github.com/coreos/etcd
Kubernetes提供的虚拟DNS服务名为skydns，由四个组件组成：

etcd：DNS存储
kube2sky：强Kubernetes Master中的service（服务）注册到etcd。
skyDNS：提供DNS域名解析服务。
healthz：提供对skydns服务的健康检查。
一 、skydns配置文件说明
skydns服务将使用一个RC和一个Service实现，分别由配置文件skydns-rc.yaml和skydns-svc.yaml定义。

RC的配置文件skydns-rc.yaml包含了定义实现四个组件的相应容器，具体内容如下：

复制代码
1 apiVersion: v1
2 kind: ReplicationController
3 metadata:
4 name: kube-dns
5 namespace: kube-system
6 labels:
7 k8s-app: kube-dns
8 version: v12
9 kubernetes.io/cluster-service: “true”
10 spec:
11 replicas: 1
12 selector:
13 k8s-app: kube-dns
14 version: v12
15 template:
16 metadata:
17 labels:
18 k8s-app: kube-dns
19 version: v12
20 kubernetes.io/cluster-service: “true”
21 spec:
22 containers:
23 - name: etcd
24 image: 192.168.3.51:5656/etcd-amd64:v2.2.5
25 resources:
26 limits:
27 cpu: 100m
28 memory: 50Mi
29 requests:
30 cpu: 100m
31 memory: 50Mi
32 command:
33 - /usr/local/bin/etcd
34 - –data-dir
35 - /tmp/data
36 - –listen-client-urls
37 - http://127.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:4001
38 - –advertise-client-urls
39 - http://127.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:4001
40 - –initial-cluster-token
41 - skydns-etcd
42 volumeMounts:
43 - name: etcd-storage
44 mountPath: /tmp/data
45 - name: kube2sky
46 image: 192.168.3.51:5656/kube2sky-amd64:v1.15
47 resources:
48 limits:
49 cpu: 100m
50 memory: 50Mi
51 requests:
52 cpu: 100m
53 memory: 50Mi
54 # livenessProbe:
55 # httpGet:
56 # path: /healthz
57 # port: 8080
58 # scheme: HTTP
59 # initialDelaySeconds: 60
60 # timeoutSeconds: 5
61 # successThreshold: 1
62 # failureThreshold: 5
63 # readinessProbe:
64 # httpGet:
65 # path: /readiness
66 # port: 8081
67 # scheme: HTTP
68 # initialDelaySeconds: 30
69 # timeoutSeconds: 5
70 args:
71 - –kube-master-url=http://192.168.3.69:8080
72 - –domain=cluster.local
73 - name: skydns
74 image: 192.168.3.51:5656/skydns-amd64:v1.0
75 resources:
76 limits:
77 cpu: 100m
78 memory: 50Mi
79 requests:
80 cpu: 100m
81 memory: 50Mi
82 args:
83 - -machines=http://127.0.0.1:4001
84 - -addr=0.0.0.0:53
85 - -ns-rotate=false
86 - -domain=cluster.local
87 ports:
88 - containerPort: 53
89 name: dns
90 protocol: UDP
91 - containerPort: 53
92 name: dns-tcp
93 protocol: TCP
94 - name: healthz
95 image: 192.168.3.51:5656/exechealthz-amd64:v1.2.0
96 resources:
97 limits:
98 cpu: 10m
99 memory: 20Mi
100 requests:
101 cpu: 10m
102 memory: 20Mi
103 args:
104 - -cmd=nslookup kubernetes.default.svc.cluster.local 127.0.0.1 >/dev/null
105 - -port=8080
106 ports:
107 - containerPort: 8080
108 protocol: TCP
109 volumes:
110 - name: etcd-storage
111 emptyDir: {}
112 dnsPolicy: Default
复制代码
需要修改的几个配置参数如下：

　　（1）kube2sky容器需要访问Kubernetes Master，需要配置Master所在物理主机的IP地址和端口号，本例中设置的参数–kube-master-url的值为http://192.168.3.69:8080；

　　（2）四个容器的image参数这里使用的是作者私有的镜像库，如果您可以翻墙则可以使用“image:gcr.io/google_containers/imagename:version”，同样也可以使用docker search根据imagname进行搜索，根据结果进行修改。

　　（3）kube2sky容器和skydns容器的启动参数–domain，设置Kubernetes集群中Service所属的域名，本例中为“cluster.local”。启动后，kube2sky会通过APIServer监控集群中全部的Service的定义，生成相应的记录并保存到etcd中。kube2sky为每个Service生成以下两条记录。

..
..svc.　　　　
skydns的Service配置文件skydns-svc.yaml的内容如下：

复制代码
1 apiVersion: v1
2 kind: Service
3 metadata:
4 name: kube-dns
5 namespace: kube-system
6 labels:
7 k8s-app: kube-dns
8 kubernetes.io/cluster-service: "true"
9 kubernetes.io/name: "KubeDNS"
10 spec:
11 selector:
12 k8s-app: kube-dns
13 clusterIP: 10.254.16.254
14 ports:
15 - name: dns
16 port: 53
17 protocol: UDP
18 - name: dns-tcp
19 port: 53
20 protocol: TCP
复制代码
注意：

skydns服务使用的clusterIP需要指定一个固定的IP地址，每个Node的kubelet进程都将使用这个IP地址。
这个IP地址需要在kube-apiserver启动参数--service-cluster-ip-range指定的IP地址范围内。
二、修改每台Node上的kubelet的启动参数
　　本例是通过修改/etc/kubernetes/kubelet来实现的：
# Add your own!
KUBELET_ARGS="--cluster-dns=10.254.16.254 --cluster-domain=cluster.local"
　　注意根据自己的配置环境修改参数cluster_dns和cluster_domain。

然后，重启kubelet服务。

三、创建skydns RC和Service
使用kubectl create完成skydns的RC和Service创建：
#kubectl create -f skydns-rc.yaml
#kubectl create -f skydns-svc.yaml
　　查看RC、Pod和Service，确保容器启动成功：
[root@master ~]# kubectl get rc --namespace=kube-system
NAME DESIRED CURRENT AGE
kube-dns 1 1 14h
[root@master~]# kubectl get pod --namespace=kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-dns-kvv13 4/4 Running 0 14h
[root@master ~]# kubectl get svc --namespace=kube-system
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kube-dns 10.254.16.254 53/UDP,53/TCP 14h
四、通过DNS查找Service
　　该工作是使用一个带有nslookup工具的Pod来验证DNS服务是否工作正常：
# cat busybox.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: busybox
spec:
containers:
- name: busybox
image: 192.168.3.51:5656/busybox
command:
- sleep
- "3600"
　　运行kubectl create -f busybox.yaml完成创建。

在容器运行成功启动之后，通过kubectl exec nslookup进行测试：
# kubectl exec busybox -- nslookup kubernetes
Server: 10.254.16.254
Address 1: 10.254.16.254

Name: kubernetes
Address 1: 10.254.0.1
　　如果某个服务属于不同的命名空间，那么进行Service查找时，需要带上namespace的名字，如下所示。
# kubectl exec busybox -- nslookup kube-dns.kube-system
Server: 10.254.16.254
Address 1: 10.254.16.254

Name: kube-dns.kube-system
Address 1: 10.254.16.254
　　否则将会失败：
# kubectl exec busybox -- nslookup kube-dns
Server: 10.254.16.254
Address 1: 10.254.16.254

nslookup: can't resolve 'kube-dns'