Kubernetes集群内置DNS插件Kube-DNS/CoreDNS，为集群内的工作负载提供域名解析服务。业务在高并发调用场景下，如果使用到域名解析服务，可能会触及到Kube-DNS/CoreDNS的性能瓶颈，导致DNS请求概率失败，影响用户业务正常运行。在Kubernetes使用的过程中，发现有些场景下工作负载的域名解析存在冗余的DNS查询，使得高并发场景更容易触及DNS的性能瓶颈。根据业务使用场景，对工作负载的DNS配置进行优化，能够在一定程度上减少DNS请求概率失败的问题。
更多DNS相关信息请参见coredns（系统资源插件，必装）。
DNS配置项说明
在Linux系统的节点或者容器里执行cat /etc/resolv.conf命令，能够查看到DNS配置，以Kubernetes集群的容器DNS配置为例：
nameserver 10.247.x.x
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5
配置项说明：
- nameserver：容器解析域名时查询的DNS服务器的IP地址列表。如果设置为10.247.x.x说明DNS对接到Kube-DNS/CoreDNS，如果是其他IP地址，则表示采用云上DNS或者用户自建的DNS。
- search：定义域名的搜索域列表，当访问的域名不能被DNS解析时，会把该域名与搜索域列表中的域依次进行组合，并重新向DNS发起请求，直到域名被正确解析或者尝试完搜索域列表为止。对于CCE集群来说，容器的搜索域列表配置3个域，当解析一个不存在的域名时，会产生8次DNS查询，因为对于每个域名需要查询两次，分别是IPv4和IPv6。
- options：定义域名解析配置文件的其他选项，常见的有timeout、ndots等等。
Kubernetes集群容器的域名解析文件设置为options ndots:5，该参数的含义是当域名的“.”个数小于ndots的值，会先把域名与search搜索域列表进行组合后进行DNS查询，如果均没有被正确解析，再以域名本身去进行DNS查询。当域名的“.”个数大于或者等于ndots的值，会先对域名本身进行DNS查询，如果没有被正确解析，再把域名与search搜索域列表依次进行组合后进行DNS查询。
如查询www. .com域名时，由于该域名的“.”个数为2，小于ndots的值，所以DNS查询请求的顺序依次为：www. .default.svc.cluster.local、www. .com.svc.cluster.local、 www. .com.cluster.local和 www.***.com，需要发起至少7次DNS查询请求才能解析出该域名的IP。可以看出，这种配置在访问外部域名时，存在大量冗余的DNS查询，存在优化点。
说明
完整的Linux域名解析文件配置项说明可以参考文档：http://man7.org/linux/man-pages/man5/resolv.conf.5.html。
通过工作负载YAML进行DNS配置
您也可以通过YAML的方式创建工作负载，以nginx应用为例，其YAML文件中的DNS配置示例如下：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: container-1
image: nginx:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
imagePullSecrets:
- name: default-secret
** dnsPolicy** : None
** dnsConfig:**
** options:**
- name: ndots
value: '5'
- name: timeout
value: '3'
** nameservers:**
- 10.2.3.4
** searches:**
- my.dns.search.suffix
dnsPolicy字段说明：
dnsPolicy字段是应用设置的DNS策略，默认值为“ClusterFirst”。基于dnsPolicy策略生成的域名解析文件会与dnsConfig设置的DNS参数进行合并，合并规则将在下表中说明，dnsPolicy当前支持四种参数值：
dnsPolicy字段说明
参数 说明 ClusterFirst（默认值） 应用对接CoreDNS（CCE集群的CoreDNS默认级联云上DNS）。这种场景下，容器既能够解析service注册的集群内部域名，也能够解析发布到互联网上的外部域名。由于该配置下，域名解析文件设置了search搜索域列表和ndots: 5，因此当访问外部域名和集群内部长域名（如kubernetes.default.svc.cluster.local）时，大部分域名都会优先遍历search搜索域列表，导致至少有6次无效的DNS查询，只有访问集群内部短域名（如kubernetes）时，才不存在无效的DNS查询。 ClusterFirstWithHostNet 对于配置主机网络的应用，即设置hostNetwork字段为true时，默认对接kubelet的“--resolv-conf”参数指向的域名解析文件（CCE集群在该配置下对接云上DNS）。如需对接集群的Kube-DNS/CoreDNS，dnsPolicy字段需设置为ClusterFirstWithHostNet，此时容器的域名解析文件配置与“ClusterFirst”一致，也存在无效的DNS查询。
...
spec:
containers:
- image: nginx:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: container-1
restartPolicy: Always
hostNetwork: true
dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNetDefault 容器的域名解析文件使用kubelet的“--resolv-conf”参数指向的域名解析文件（CCE集群在该配置下对接云上DNS），没有配置search搜索域列表和options。该配置只能解析注册到互联网上的外部域名，无法解析集群内部域名，且不存在无效的DNS查询。 None 设置为None之后，必须设置dnsConfig字段，此时容器的域名解析文件将完全通过dnsConfig的配置来生成。
说明
此处如果dnsPolicy字段未被指定，其默认值为ClusterFirst，而不是Default。
dnsConfig字段说明：
dnsConfig为应用设置DNS参数，设置的参数将合并到基于dnsPolicy策略生成的域名解析文件中。当dnsPolicy为“None”，应用的域名解析文件完全由dnsConfig指定；当dnsPolicy不为“None”时，会在基于dnsPolicy生成的域名解析文件的基础上，追加dnsConfig中配置的dns参数。
dnsConfig字段说明
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| options | DNS的配置选项，其中每个对象可以具有name属性（必需）和value属性（可选）。该字段中的内容将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的options字段中，dnsConfig的options的某些选项如果与基于dnsPolicy生成的域名解析文件的选项冲突，则会被dnsConfig所覆盖。 |
| nameservers | DNS的IP地址列表。当应用的dnsPolicy设置为“None”时，列表必须至少包含一个IP地址，否则此属性是可选的。列出的DNS的IP列表将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的nameserver字段中，并删除重复的地址。 |
| searches | 域名查询时的DNS搜索域列表，此属性是可选的。指定后，提供的搜索域列表将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的search字段中，并删除重复的域名。Kubernetes最多允许6个搜索域。 |
通过控制台进行工作负载DNS配置
Kubernetes为应用提供了与DNS相关的配置选项，通过对应用进行DNS配置，能够在某些场景下有效地减少冗余的DNS查询，提升业务并发量。以下步骤以nginx应用为例，介绍如何通过控制台为工作负载添加DNS配置。
步骤 1 登录CCE控制台，单击集群名称进入集群，在左侧选择“工作负载”，在右上角单击“创建负载”。
步骤 2 设置工作负载基本参数，详情请参见“创建无状态负载(Deployment)”。
步骤 3 在“高级配置”中，选择“DNS配置”页签，并按需填写以下参数。
-
DNS策略：控制台中提供的DNS策略与YAML中的dnsPolicy字段对应。
- 追加域名解析配置：即dnsPolicy字段设置为ClusterFirst，此时容器中既能够解析service注册的集群内部域名，也能够解析发布到互联网上的外部域名。
- 替换域名解析配置：即dnsPolicy字段设置为None，此时必须填写“IP地址”和“搜索域”参数。容器将仅使用自定义的IP地址和搜索域配置进行域名解析。
- 继承Pod所在节点域名解析配置：即dnsPolicy字段设置为Default，此时容器将使用Pod所在节点的域名解析配置，无法解析集群内部域名。
-
可选对象：即dnsConfig字段中的options参数。每个对象可以具有name属性（必需）和value属性（可选），填写完成后需单击“确认添加”。
- timeout：超时时间 (s)。
- ndots：域名中必须出现的"."的个数。如果域名中的"."的个数不小于ndots，则该域名为一个全限定域名，操作系统会直接查询；如果域名中的"."的个数小于ndots，操作系统会在搜索域中进行查询。
-
IP地址：即dnsConfig字段中的nameservers参数，您可对自定义的域名配置域名服务器，值为一个或一组DNS IP地址。
-
搜索域：即dnsConfig字段中的searches参数，表示域名查询时的DNS搜索域列表，此属性是可选的。指定后，提供的搜索域列表将合并到基于dnsPolicy生成的域名解析文件的search字段中，并删除重复的域名。
步骤 4 单击“创建工作负载”。
工作负载的DNS配置实践
前面介绍了Linux系统域名解析文件以及Kubernetes为应用提供的DNS相关配置项，下面将举例介绍应用如何进行DNS配置。
- 场景1 对接kubernetes内置的Kube-DNS/CoreDNS
场景说明：
这种方式适用于应用中的域名解析只涉及集群内部域名，或者集群内部域名+外部域名两种方式，应用默认采用这种配置。
示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
namespace: default
name: dns-example
spec:
containers:name: test
image: nginx:alpine
dnsPolicy: ClusterFirst
该配置下容器的域名解析文件将如下所示：
nameserver 10.247.3.10
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5
- 场景2 直接对接云DNS
场景说明：
这种方式适用于应用只访问注册到互联网的外部域名，该场景不能解析集群内部域名。
示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
namespace: default
name: dns-example
spec:
containers:name: test
image: nginx:alpine
dnsPolicy: Default //使用kubelet的“--resolv-conf”参数指向的域名解析文件（CCE集群在该配置下对接云DNS）
该配置下容器的域名解析文件将如下所示：
nameserver 100.125.x.x
- 场景3 主机网络模式的应用对接Kube-DNS/CoreDNS
场景说明：
对于配置主机网络模式的应用，默认对接云DNS，如果应用需要对接Kube-DNS/CoreDNS，需将dnsPolicy设置为“ClusterFirstWithHostNet”。
示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
hostNetwork: true
** dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet**
containers:name: nginx
image: nginx:alpine
ports:containerPort: 80
该配置下容器的域名解析文件将如下所示：
nameserver 10.247.3.10
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5
- 场景4 自定义应用的域名配置
场景说明：
用户可以完全自定义配置应用的域名解析文件，这种方式非常灵活，dnsPolicy和dnsConfig配合使用，几乎能够满足所有使用场景，如对接用户自建DNS的场景、串联多个DNS的场景以及优化DNS配置选项的场景等等。
示例1：对接用户自建DNS
该配置下，dnsPolicy为“None”，应用的域名解析文件完全根据dnsConfig配置生成。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
namespace: default
name: dns-example
spec:
containers:name: test
image: nginx:alpine
dnsPolicy: "None"
dnsConfig:
** nameservers:**
** - 10.2.3.4 //用户自建DNS的IP地址**
** searches:**
** - ns1.svc.cluster.local**
** - my.dns.search.suffix**
** options:**
** - name: ndots**
** value: "2"**
** - name: timeout**
** value: "3"**
该配置下容器的域名解析文件将如下所示：
nameserver 10.2.3.4
search ns1.svc.cluster.local my.dns.search.suffix
options timeout:3 ndots:2
示例2：修改域名解析文件的ndots选项，减少无效的DNS查询
该配置下，dnsPolicy不为“None”，会在基于dnsPolicy生成的域名解析文件的基础上，追加dnsConfig中配置的dns参数。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
namespace: default
name: dns-example
spec:
containers:name: test
image: nginx:alpine
dnsPolicy: "ClusterFirst"
dnsConfig:
options:name: ndots
value: "2" //该配置会将基于ClusterFirst策略生成的域名解析文件的ndots:5参数改写为ndots:2
该配置下容器的域名解析文件将如下所示：
nameserver 10.247.3.10
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:2
