K8s集群中的DNS服務(wù)CoreDNS實(shí)戰(zhàn)案例詳解

更新時間：2025年06月01日 08:11:38 作者：huangSir-devops

在 Kubernetes（K8s）中,DNS 服務(wù)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和 Pod 通信的核心組件之一,用于解決集群內(nèi)資源通過域名而非 IP 地址進(jìn)行訪問的需求,本文將詳細(xì)解析 K8s DNS 服務(wù)的原理、組件、配置及應(yīng)用場景,感興趣的朋友一起看看吧

概述

官網(wǎng)文檔：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/

在 Kubernetes（K8s）中，DNS 服務(wù)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和 Pod 通信的核心組件之一，用于解決集群內(nèi)資源通過域名而非 IP 地址進(jìn)行訪問的需求。本文將詳細(xì)解析 K8s DNS 服務(wù)的原理、組件、配置及應(yīng)用場景。

K8s DNS的作用

服務(wù)發(fā)現(xiàn)

允許 Pod 通過服務(wù)名稱（Service Name）而非動態(tài)變化的 IP 地址訪問其他服務(wù)，簡化網(wǎng)絡(luò)配置。
支持跨命名空間（Namespace）的服務(wù)訪問，通過域名后綴區(qū)分不同作用域。

Pod 通信

每個 Pod 自動獲取 DNS 配置，可直接通過主機(jī)名（Hostname）或服務(wù)名進(jìn)行通信。

解耦服務(wù)依賴

服務(wù)的 IP 地址變更時，DNS 會自動更新解析結(jié)果，避免手動維護(hù) IP 列表。

核心組件：CoreDNS（替代傳統(tǒng) kube-dns）

K8s 早期使用kube-dns作為 DNS 服務(wù)器，目前默認(rèn)采用CoreDNS，因其更輕量、靈活且支持插件機(jī)制。

CoreDNS的安裝

如果使用kubeadm部署集群，CoreDNS 會自動部署在kube-system命名空間下，如果需要進(jìn)行部署，可以使用下面的文件：

kubectl apply -f https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/cluster/addons/dns/coredns/coredns.yaml.base

部署CoreDNS通常包含

StatefulSet/Deployment：定義 CoreDNS Pod 副本。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
spec:
  replicas: 2  # 默認(rèn)2個副本，確保高可用
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns  # 歷史遺留標(biāo)簽，兼容舊版kube-dns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns
    spec:
      containers:
      - name: coredns
        image: coredns/coredns:v1.10.1  # CoreDNS版本
        args: [ "-conf", "/etc/coredns/Corefile" ]
        ports:
        - containerPort: 53
          name: dns
          protocol: UDP
        - containerPort: 53
          name: dns-tcp
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/coredns
      volumes:
      - name: config-volume
        configMap:
          name: coredns
          items:
          - key: Corefile
            path: Corefile

Service：暴露 CoreDNS 服務(wù)，供集群內(nèi) Pod 訪問（默認(rèn) IP 為10.96.0.10）。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    k8s-app: kube-dns
  clusterIP: 10.96.0.10  # 默認(rèn)集群IP，Pod的nameserver配置指向此IP
  ports:
  - name: dns
    port: 53
    protocol: UDP
  - name: dns-tcp
    port: 53
    protocol: TCP

ConfigMap：存儲 Corefile 配置。

.:53 {                              #表示監(jiān)聽所有接口的 53 端口（DNS 標(biāo)準(zhǔn)端口）。
    errors                          # 記錄錯誤日志
    health {
        lameduck 5s                 # 健康檢查，延遲5秒標(biāo)記不健康
    }
    ready                           # 提供 readiness 探針端點(diǎn)（/ready），指示 CoreDNS 是否準(zhǔn)備好處理請求
    kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
        fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa  # 未匹配到K8s服務(wù)時，透傳給下一個插件
        ttl 30                        # DNS記錄的TTL時間
    }
    prometheus :9153                # 暴露Prometheus監(jiān)控指標(biāo)
    forward . /etc/resolv.conf      # 轉(zhuǎn)發(fā)外部域名查詢到宿主機(jī)的DNS服務(wù)器
    cache 30                        # 緩存查詢結(jié)果30秒
    loop                            # 檢測配置循環(huán)引用
    reload                          # 自動重新加載配置變更
    loadbalance                     # 對A/AAAA記錄進(jìn)行負(fù)載均衡
}

CoreDNS的組成

CoreDNS Pod：運(yùn)行 CoreDNS 服務(wù)，監(jiān)聽 DNS 請求（默認(rèn)端口 53）。

[root@master ~]# kubectl get po -o wide -n kube-system
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS        AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
coredns-787d4945fb-jb4t9         1/1     Running   1 (2d23h ago)   9d    100.117.144.135   node01   <none>           <none>
coredns-787d4945fb-z47x7         1/1     Running   1 (2d23h ago)   9d    100.117.144.138   node01   <none>           <none>

Service 資源：為 CoreDNS Pod 暴露集群內(nèi)部服務(wù)，名稱為kube-dns（或coredns，取決于部署方式），IP 通常為10.96.0.10（集群 IP 范圍）。

[root@master ~]# kubectl get svc -n kube-system
NAME       TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
kube-dns   ClusterIP   10.96.0.10   <none>        53/UDP,53/TCP,9153/TCP   9d
[root@master ~]# kubectl describe svc kube-dns -n kube-system
Name:              kube-dns
Namespace:         kube-system
Labels:            k8s-app=kube-dns
                   kubernetes.io/cluster-service=true
                   kubernetes.io/name=CoreDNS
Annotations:       prometheus.io/port: 9153
                   prometheus.io/scrape: true
Selector:          k8s-app=kube-dns
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                10.96.0.10
IPs:               10.96.0.10
Port:              dns  53/UDP
TargetPort:        53/UDP
Endpoints:         100.117.144.135:53,100.117.144.138:53
Port:              dns-tcp  53/TCP
TargetPort:        53/TCP
Endpoints:         100.117.144.135:53,100.117.144.138:53
Port:              metrics  9153/TCP
TargetPort:        9153/TCP
Endpoints:         100.117.144.135:9153,100.117.144.138:9153
Session Affinity:  None
Events:            <none>

ConfigMap 配置：通過 ConfigMap 定義 CoreDNS 的解析規(guī)則和插件。

[root@master ~]# kubectl describe cm coredns -n kube-system
Name:         coredns
Namespace:    kube-system
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Data
====
Corefile:
----
.:53 {
    errors
    health {
       lameduck 5s
    }
    ready
    kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
       pods insecure
       fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
       ttl 30
    }
    prometheus :9153
    forward . /etc/resolv.conf {
       max_concurrent 1000
    }
    cache 30
    loop
    reload
    loadbalance
}
BinaryData
====
Events:  <none>

CoreDNS域名解析規(guī)則

K8s集群中Pod之間通過域名互相訪問需要遵守特定的規(guī)則，規(guī)則如下

<service-name>.<namespace>.svc.<cluster-domain>

service-name：表示service的名稱
namespace：service所在的命名空間
cluster-domain：集群的域名，默認(rèn)為cluster.local

cluster-domain從哪兒獲取？

[root@master ~]# grep clusterDomain /var/lib/kubelet/config.yaml 
clusterDomain: cluster.local

CoreDNS實(shí)戰(zhàn)案例

驗(yàn)證同一個命名空間下的CoreDNS訪問

創(chuàng)建兩個Pod和Service

## 第一個Pod和 Service
[root@master ~/coredns]# cat test-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-target-pod
  labels:
    app: dns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 3600; done"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dns-target-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: dns-test
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
[root@master ~/coredns]# kubectl apply -f test-1.yaml
pod/dns-target-pod unchanged
service/dns-target-service created
# 第二個Pod和Service
[root@master ~/coredns]# cat test-2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-source-pod
  labels:
    app: dns-source-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 3600; done"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dns-source-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: dns-source-test
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
[root@master ~/coredns]# kubectl apply -f test-2.yaml
pod/dns-source-pod created
service/dns-source-service created
# 檢查一下
[root@master ~/coredns]# kubectl get po,svc
NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/dns-source-pod   1/1     Running   0          111s
pod/dns-target-pod   1/1     Running   0          8s
NAME                         TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/dns-source-service   ClusterIP   10.96.0.192   <none>        80/TCP    81s
service/dns-target-service   ClusterIP   10.96.3.51    <none>        80/TCP    3m56s

驗(yàn)證DNS

[root@master ~/coredns]# kubectl exec -it pod/dns-source-pod -- sh
/ # nslookup dns-target-service.default.svc.cluster.local
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10:53
Name:   dns-target-service.default.svc.cluster.local
Address: 10.96.3.51

驗(yàn)證在不同命名空間下的DNS訪問

示例：

# 創(chuàng)建一個新的命名空間
[root@master ~/coredns]# kubectl create ns coredns
namespace/coredns created
[root@master ~/coredns]# kubectl get ns coredns
NAME      STATUS   AGE
coredns   Active   15s

創(chuàng)建Pod和Service進(jìn)行驗(yàn)證

[root@master ~/coredns]# cat test-3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-coredns-pod
  namespace: coredns
  labels:
    app: dns-coredns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 3600; done"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dns-coredns-service
  namespace: coredns
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: dns-coredns-test
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
[root@master ~/coredns]# kubectl apply -f test3.yaml
pod/dns-coredns-pod created
service/dns-coredns-service created
[root@master ~]# kubectl get all -n coredns
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/dns-coredns-pod   1/1     Running   0          4m36s
NAME                          TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/dns-coredns-service   ClusterIP   10.96.0.119   <none>        80/TCP    4m36s

進(jìn)行驗(yàn)證

[root@master ~/coredns]# kubectl exec -it dns-target-pod -- sh
/ # nslookup dns-coredns-service.coredns.svc.cluster.local
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10:53
Name:   dns-coredns-service.coredns.svc.cluster.local
Address: 10.96.0.119

到此這篇關(guān)于K8s集群中的DNS服務(wù)（CoreDNS）詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)K8s DNS服務(wù)CoreDNS內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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