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第8章 Cluster DNS 与服务发现 ​

有了 Service 和 ClusterIP，应用之间如何知道对方的地址？Kubernetes 通过 Cluster DNS（通常是 CoreDNS）实现服务发现。本章详细讲解 DNS 机制。

8.1 什么是服务发现 ​

服务发现就是：调用方如何找到被调用方的地址。

在没有 DNS 时，调用方需要知道：

  • 被调用方的 IP（不固定）
  • 被调用方的端口

有了 DNS 后，调用方只需要知道：被调用方的名字。

bash
# 不需要记 IP
curl http://user-service:80

8.2 CoreDNS ​

Kubernetes 集群通常运行 CoreDNS（或旧版 kube-dns），为 Service 提供 DNS 记录。

CoreDNS 作为集群内的 DNS 服务器运行，通常以 Deployment 形式部署在 kube-system 命名空间。

bash
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

8.3 DNS 记录类型 ​

记录类型示例说明
A / AAAAweb-service.default.svc.cluster.local解析为 ClusterIP
SRV_http._tcp.web-service.default.svc.cluster.local端口服务记录
PTR反向解析 Pod / Service IP用于日志、监控
CNAMEexternal-db.default.svc.cluster.localExternalName 类型

A 记录示例 ​

bash
nslookup web-service.default.svc.cluster.local
# Server:  10.96.0.10
# Address: 10.96.0.10#53
#
# Name:    web-service.default.svc.cluster.local
# Address: 10.96.123.45

8.4 Pod DNS 策略 ​

通过 dnsPolicy 控制 Pod 的 DNS 行为：

策略说明
ClusterFirst（默认）优先使用集群 DNS
Default继承节点 DNS 配置
ClusterFirstWithHostNethostNetwork Pod 使用集群 DNS
None完全自定义 DNS 配置，配合 dnsConfig
yaml
spec:
  dnsPolicy: ClusterFirst

8.5 同命名空间与跨命名空间访问 ​

同命名空间 ​

bash
curl http://web-service
# 或
curl http://web-service:80

跨命名空间 ​

bash
curl http://web-service.production
# 或
curl http://web-service.production.svc.cluster.local:80

完整 FQDN 格式 ​

text
<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local

8.6 DNS 解析流程 ​

text
Pod 发起 DNS 查询
   │
   ▼
/etc/resolv.conf 中的 nameserver（通常是 CoreDNS ClusterIP）
   │
   ▼
CoreDNS 查询 Kubernetes API 获取 Service 信息
   │
   ▼
返回 A 记录（ClusterIP）
   │
   ▼
Pod 拿到 ClusterIP，再发起 HTTP/TCP 请求
   │
   ▼
kube-proxy 规则将 ClusterIP 流量 DNAT 到后端 Pod

8.7 常见问题 ​

问题1：DNS 解析慢或失败 ​

可能原因：

  • CoreDNS Pod 异常
  • Pod 的 /etc/resolv.conf 配置错误
  • 网络策略阻止了到 CoreDNS 的流量

排查：

bash
kubectl run -it --rm debug --image=busybox:1.28 --restart=Never -- nslookup <svc-name>

问题2：跨命名空间访问失败 ​

检查是否使用了正确的命名空间后缀：

bash
curl http://web-service.production

问题3：ExternalName 没有 A 记录 ​

ExternalName 类型返回的是 CNAME 记录，不是 A 记录。

8.8 本章小结 ​

  • Cluster DNS（CoreDNS）为 Service 提供名称解析。
  • 同命名空间可用短名，跨命名空间需加命名空间后缀。
  • DNS 记录包括 A、SRV、PTR、CNAME 等类型。
  • Pod 通过 /etc/resolv.conf 中的 CoreDNS 地址发起查询。

本章练习 ​

  1. 创建一个 Service，从 Pod 内用 nslookup 验证 DNS 解析。
  2. 测试同命名空间和跨命名空间的 DNS 访问。
  3. 查看 Pod 的 /etc/resolv.conf，确认 nameserver 和 search 域。