Linux DNS 查询剖析（第四部分）

Linux DNS 查询剖析（第四部分）

在 Linux DNS 查询剖析（第一部分），Linux DNS 查询剖析（第二部分） 和 Linux DNS 查询剖析（第三部分） 中，我们已经介绍了以下内容：

  • nsswitch
  • /etc/hosts
  • /etc/resolv.conf
  • ping 与 host 查询方式的对比
  • systemd 和对应的 networking 服务
  • ifup 和 ifdown
  • dhclient
  • resolvconf
  • NetworkManager
  • dnsmasq

在第四部分中，我将介绍容器如何完成 DNS 查询。你想的没错，也不是那么简单。

1) Docker 和 DNS

在 Linux DNS 查询剖析（第三部分） 中，我们介绍了 dnsmasq，其工作方式如下：将 DNS 查询指向到 localhost 地址 127.0.0.1，同时启动一个进程监听 53 端口并处理查询请求。

在按上述方式配置 DNS 的主机上，如果运行了一个 Docker 容器，容器内的 /etc/resolv.conf 文件会是怎样的呢？

我们来动手试验一下吧。

按照默认 Docker 创建流程，可以看到如下的默认输出：

$  docker run  ubuntu cat /etc/resolv.conf
# Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)
#     DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN
# 127.0.0.53 is the systemd-resolved stub resolver.
# run "systemd-resolve --status" to see details about the actual nameservers.

search home
nameserver 8.8.8.8
nameserver 8.8.4.4

奇怪！

地址 8.8.8.8 和 8.8.4.4 从何而来呢？

当我思考容器内的 /etc/resolv.conf 配置时，我的第一反应是继承主机的 /etc/resolv.conf。但只要稍微进一步分析，就会发现这样并不总是有效的。

如果在主机上配置了 dnsmasq，那么 /etc/resolv.conf 文件总会指向 127.0.0.1 这个 回环地址 loopback address 。如果这个地址被容器继承，容器会在其本身的 网络上下文 networking context 中使用；由于容器内并没有运行（在 127.0.0.1 地址的）DNS 服务器，因此 DNS 查询都会失败。

“有了！”你可能有了新主意：将 主机的 的 IP 地址用作 DNS 服务器地址，其中这个 IP 地址可以从容器的 默认路由 default route 中获取：

root@79a95170e679:/# ip route
default via 172.17.0.1 dev eth0
172.17.0.0/16 dev eth0 proto kernel scope link src 172.17.0.2

使用主机 IP 地址真的可行吗？

从默认路由中，我们可以找到主机的 IP 地址 172.17.0.1，进而可以通过手动指定 DNS 服务器的方式进行测试（你也可以更新 /etc/resolv.conf 文件并使用 ping 进行测试；但我觉得这里很适合介绍新的 dig 工具及其 @ 参数，后者用于指定需要查询的 DNS 服务器地址）：

root@79a95170e679:/# dig @172.17.0.1 google.com | grep -A1 ANSWER.SECTION
;; ANSWER SECTION:
google.com.             112     IN      A       172.217.23.14

但是还有一个问题，这种方式仅适用于主机配置了 dnsmasq 的情况；如果主机没有配置 dnsmasq，主机上并不存在用于查询的 DNS 服务器。

在这个问题上，Docker 的解决方案是忽略所有可能的复杂情况，即无论主机中使用什么 DNS 服务器，容器内都使用 Google 的 DNS 服务器 8.8.8.8 和 8.8.4.4 完成 DNS 查询。

我的经历：在 2013 年，我遇到了使用 Docker 以来的第一个问题，与 Docker 的这种 DNS 解决方案密切相关。我们公司的网络屏蔽了 8.8.8.8 和 8.8.4.4，导致容器无法解析域名。

这就是 Docker 容器的情况，但对于包括 Kubernetes 在内的容器 编排引擎 orchestrators ，情况又有些不同。

2) Kubernetes 和 DNS

在 Kubernetes 中，最小部署单元是 pod；它是一组相互协作的容器，共享 IP 地址（和其它资源）。

Kubernetes 面临的一个额外的挑战是，将 Kubernetes 服务请求（例如，myservice.kubernetes.io）通过对应的 解析器 resolver ，转发到具体服务地址对应的 内网地址 private network 。这里提到的服务地址被称为归属于“ 集群域 cluster domain ”。集群域可由管理员配置，根据配置可以是 cluster.local 或 myorg.badger 等。

在 Kubernetes 中，你可以为 pod 指定如下四种 pod 内 DNS 查询的方式。

Default

在这种（名称容易让人误解）的方式中，pod 与其所在的主机采用相同的 DNS 查询路径，与前面介绍的主机 DNS 查询一致。我们说这种方式的名称容易让人误解，因为该方式并不是默认选项！ClusterFirst 才是默认选项。

如果你希望覆盖 /etc/resolv.conf 中的条目，你可以添加到 kubelet 的配置中。

ClusterFirst

在 ClusterFirst 方式中，遇到 DNS 查询请求会做有选择的转发。根据配置的不同，有以下两种方式：

第一种方式配置相对古老但更简明，即采用一个规则：如果请求的域名不是集群域的子域，那么将其转发到 pod 所在的主机。

第二种方式相对新一些，你可以在内部 DNS 中配置选择性转发。

下面给出示例配置并从 Kubernetes 文档中选取一张图说明流程：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
data:
  stubDomains: |
    {"acme.local": ["1.2.3.4"]}
  upstreamNameservers: |
    ["8.8.8.8", "8.8.4.4"]

在 stubDomains 条目中，可以为特定域名指定特定的 DNS 服务器；而 upstreamNameservers 条目则给出，待查询域名不是集群域子域情况下用到的 DNS 服务器。

这是通过在一个 pod 中运行我们熟知的 dnsmasq 实现的。

kubedns

剩下两种选项都比较小众：

ClusterFirstWithHostNet

适用于 pod 使用主机网络的情况，例如绕开 Docker 网络配置，直接使用与 pod 对应主机相同的网络。

None

None 意味着不改变 DNS，但强制要求你在 pod 规范文件 specification 的 dnsConfig 条目中指定 DNS 配置。

CoreDNS 即将到来

除了上面提到的那些，一旦 CoreDNS 取代 Kubernetes 中的 kube-dns，情况还会发生变化。CoreDNS 相比 kube-dns 具有可配置性更高、效率更高等优势。

如果想了解更多，参考这里。

如果你对 OpenShift 的网络感兴趣，我曾写过一篇文章可供你参考。但文章中 OpenShift 的版本是 3.6，可能有些过时。

第四部分总结

第四部分到此结束，其中我们介绍了：

  • Docker DNS 查询
  • Kubernetes DNS 查询
  • 选择性转发（子域不转发）
  • kube-dns

via: https://zwischenzugs.com/2018/08/06/anatomy-of-a-linux-dns-lookup-part-iv/

作者：zwischenzugs 译者：pinewall 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出