Kubernetes中通过kube-dns发现服务

Kube-dns组成

kube-dns可以解决Service的发现问题，k8s将Service的名称当做域名注册到kube-dns中，通过Service的名称就可以访问其提供的服务。

kube-dns四个组件：

etcd，它的用途是保存DNS规则。

kube2sky，作用是写入DNS规则。

skydns，提供DNS解析服务。

healthz，提供健康检查功能。

之前已经了解到kube-dns是由四个容器组成的，它们扮演的角色可以通过下面这张图来理解。

其中：

SkyDNS是用于服务发现的开源框架，构建于etcd之上。作用是为k8s集群中的Pod提供DNS查询接口。项目托管于https://github.com/skynetservices/skydns

etcd是一种开源的分布式key-value存储，其功能与ZooKeeper类似。在kube-dns中的作用为存储SkyDNS需要的各种数据，写入方为kube2sky，读取方为SkyDNS。项目托管于https://github.com/coreos/etcd。

kube2sky是k8s实现的一个适配程序，它通过名为kubernetes的Service（通过kubectl get svc可以查看到该Service，由集群自动创建）调用k8s的list和watch API来监听k8s Service资源的变更，从而修改etcd中的SkyDNS记录。代码可以在k8s源码（v1.2）的cluster/addons/dns/kube2sky/目录中找到。

exec-healthz是k8s提供的一种辅助容器，多用于side car模式中。它的原理是定期执行指定的Linux指令，从而判断当前Pod中关键容器的健康状态。在kube-dns中的作用就是通过nslookup指令检查DNS查询服务的健康状态，k8s livenessProbe通过访问exec-healthz提供的Http API了解健康状态，并在出现故障时重启容器。其源码位于https://github.com/kubernetes/contrib/tree/master/exec-healthz。

从图中可以发现，Pod查询DNS是通过ServiceName.Namespace子域名来查询的，但在之前的示例中只用了Service名称，什么原理呢？其实当我们只使用Service名称时会默认Namespace为default，而上面示例中的my-nginx Service就是在default Namespace中，因此是可以正常运行的。关于这一点，后续再深入介绍。

skydns-rc.yaml中可以发现livenessProbe是设置在kube2sky容器中的，其意图应该是希望通过重启kube2sky来重新写入DNS规则

域名格式

接下来了解一下kube-dns支持的域名格式，具体为：..svc.。

其中cluster_domain可以使用kubelet的--cluster-domain=SomeDomain参数进行设置，同时也要保证kube2sky容器的启动参数中--domain参数设置了相同的值。通常设置为cluster.local。那么之前示例中的my-nginx Service对应的完整域名就是my-nginx.default.svc.cluster.local。看到这里，相信很多人会有疑问，既然完整域名是这样的，那为什么在Pod中只通过Service名称和Namespace就能访问Service呢？下面来解释其中原因。

配置

域名解析配置

为了在Pod中调用其他Service，kubelet会自动在容器中创建域名解析配置（/etc/resolv.conf），内容为：

感兴趣的可以在网上查找一些resolv.conf的资料来了解具体的含义。之所以能够通过Service名称和Namespace就能访问Service，就是因为search配置的规则。在解析域名时会自动拼接成完整域名去查询DNS。

刚才提到的kubelet--cluster-domain参数与search的具体配置是相对应的。而kube2sky容器的--domain参数影响的是写入到etcd中的域名，kube2sky会获取Service的名称和Namespace，并使用--domain参数拼接完整域名。这也就是让两个参数保持一致的原因。

NS相关配置

kube-dns可以让Pod发现其他Service，那Pod又是如何自动发现kube-dns的呢？在上一节中的/etc/resolv.conf中可以看到nameserver，这个配置就会告诉Pod去哪访问域名解析服务器。

相应的，可以在之前提到的skydns-svc.yaml中看到spec.clusterIP配置了相同的值。通常来说创建一个Service并不需要指定clusterIP，k8s会自动为其分配，但kube-dns比较特殊，需要指定clusterIP使其与/etc/resolv.conf中的nameserver保持一致。

修改nameserver配置同样需要修改两个地方，一个是kubelet的--cluster-dns参数，另一个就是kube-dns Service的clusterIP。

总结

接下来重新梳理一下本文的主要内容。

在k8s集群中，服务是运行在Pod中的，Pod的发现和副本间负载均衡是我们面临的问题。

通过Service可以解决这两个问题，但访问Service也需要对应的IP，因此又引入了Service发现的问题。

得益于kube-dns插件，我们可以通过域名来访问集群内的Service，解决了Service发现的问题。

为了让Pod中的容器可以使用kube-dns来解析域名，k8s会修改容器的/etc/resolv.conf配置。

有了以上机制的保证，就可以在Pod中通过Service名称和namespace非常方便地访问对应的服务了。