k8s kube dns如何转发

K8s Kube DNS 可以通过配置 CoreDNS 来实现转发。主要方法包括：修改 CoreDNS 配置文件、定义转发规则、指定目标 DNS 服务器。在 CoreDNS 配置文件中，可以添加 forward 插件来实现 DNS 请求的转发。例如，可以通过在 CoreDNS 配置文件中添加类似于 forward . 8.8.8.8 的规则，将 DNS 请求转发到 Google 的公共 DNS 服务器。这种方法可以提高 DNS 查询的灵活性和可靠性，确保在 Kubernetes 集群内外的 DNS 请求都能被正确解析。

一、KUBE DNS 和 COREDNS 概述

Kubernetes（K8s）中的 DNS 服务主要由 Kube-DNS 或 CoreDNS 提供。Kube-DNS 是早期的 DNS 服务实现，负责处理集群内的服务名称解析。它由三个组件组成：dnsmasq、kubedns 和 sidecar。然而，随着 Kubernetes 的发展，CoreDNS 逐渐取代了 Kube-DNS，成为默认的 DNS 解决方案。CoreDNS 是一个灵活、可扩展的 DNS 服务器，支持多种插件，能够满足复杂的 DNS 需求。它不仅可以处理内部服务名称解析，还可以通过配置转发插件，将 DNS 请求转发到外部 DNS 服务器。

二、COREDNS 配置文件详解

CoreDNS 的配置文件通常位于 ConfigMap 中，使用 YAML 格式定义。配置文件由多个区块（zone）组成，每个区块定义了一组 DNS 解析规则。以下是一个典型的 CoreDNS 配置文件示例：

apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: name: coredns namespace: kube-system data: Corefile: | .:53 { errors log health kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa { pods insecure upstream fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa } prometheus :9153 forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 cache 30 loop reload loadbalance }

该配置文件定义了一个监听 53 端口的 DNS 服务，包含多个插件：errors 用于记录错误日志，log 用于记录查询日志，health 提供健康检查，kubernetes 处理集群内的 DNS 请求，prometheus 提供监控指标，forward 将未解析的请求转发到 Google 公共 DNS 服务器（8.8.8.8 和 8.8.4.4），cache 设置缓存时间为 30 秒，loop 防止循环查询，reload 自动重新加载配置文件，loadbalance 平衡查询负载。

三、转发插件 FORWARD 的使用

CoreDNS 的 forward 插件是实现 DNS 转发的核心。它可以将 DNS 查询请求转发到指定的上游 DNS 服务器。可以通过在 CoreDNS 配置文件中添加 forward 指令来定义转发规则。例如：

forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 { max_fails 3 expire 60s health_check 5s }

上述配置表示将所有域名（.）的 DNS 请求转发到 Google 的公共 DNS 服务器（8.8.8.8 和 8.8.4.4）。max_fails 指定最大失败次数，达到该次数后会暂时停止转发到该服务器；expire 指定缓存条目的过期时间；health_check 设置健康检查的时间间隔。

四、配置转发规则的步骤

在 Kubernetes 集群中配置 CoreDNS 转发规则需要以下步骤：

编辑 ConfigMap：找到 CoreDNS 的 ConfigMap 通常位于 kube-system 命名空间，可以通过以下命令获取：
```
kubectl -n kube-system get configmap coredns -o yaml > coredns.yaml
```

修改配置文件：在下载的 coredns.yaml 文件中，找到 data.Corefile 部分，添加或修改 forward 插件的配置。例如：

data: Corefile: | .:53 { errors log health kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa { pods insecure upstream fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa } prometheus :9153 forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 cache 30 loop reload loadbalance }

应用修改：保存修改后的配置文件，并通过以下命令应用配置：
```
kubectl apply -f coredns.yaml
```
重启 CoreDNS Pod：为了使配置生效，需要重启 CoreDNS Pod：
```
kubectl -n kube-system rollout restart deployment coredns
```

五、验证 DNS 转发配置

完成配置后，可以通过以下方法验证 DNS 转发是否生效：

检查 CoreDNS Pod 的日志：查看 CoreDNS Pod 的日志，确保没有错误信息：
```
kubectl -n kube-system logs -l k8s-app=kube-dns
```
使用 DNS 工具测试：在集群内创建一个 Pod，并使用 nslookup 或 dig 工具测试 DNS 解析：
```
kubectl run -i --tty --rm debug --image=busybox --restart=Never -- nslookup google.com
```
检查 CoreDNS 监控指标：如果启用了 prometheus 插件，可以通过 Prometheus 或 Grafana 查看 DNS 请求的转发情况和性能指标。

六、常见问题及解决方案

在配置 CoreDNS 转发时，可能会遇到以下常见问题：

DNS 查询超时：如果 DNS 查询超时，检查是否正确配置了 forward 插件，确保上游 DNS 服务器可达。可以通过以下命令测试网络连通性：
```
kubectl run -i --tty --rm debug --image=busybox --restart=Never -- ping 8.8.8.8
```
配置文件语法错误：CoreDNS 配置文件的语法必须严格遵循格式。可以通过以下命令验证配置文件语法：
```
kubectl -n kube-system describe configmap coredns
```
Pod 无法解析内部服务名称：确保 kubernetes 插件配置正确，检查是否启用了 fallthrough 选项，以便在无法解析内部服务名称时，继续尝试其他解析方式。

七、优化 DNS 转发性能

为了提高 DNS 转发的性能和可靠性，可以考虑以下优化措施：

启用缓存：通过 cache 插件启用 DNS 缓存，减少重复查询的开销。例如：
```
cache 30
```
多上游 DNS 服务器：配置多个上游 DNS 服务器，实现负载均衡和故障切换。例如：
```
forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 1.1.1.1
```
健康检查：启用 health_check 选项，定期检测上游 DNS 服务器的健康状态，确保查询请求总是转发到可用的服务器。例如：
```
forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 {
    health_check 5s
}
```
调整超时和重试次数：根据网络状况和实际需求，调整 DNS 查询的超时和重试次数。例如：
```
forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 {
    max_fails 3
    expire 60s
}
```
监控和报警：通过 prometheus 插件收集 DNS 请求的性能指标，设置报警规则，及时发现和处理异常情况。例如：
```
prometheus :9153
```

八、进阶配置和插件扩展

CoreDNS 提供了丰富的插件，支持多种进阶配置和功能扩展。以下是一些常用插件的介绍：

rewrite 插件：用于重写 DNS 查询请求，适用于域名重定向和别名处理。例如：
```
rewrite name exact old.example.com new.example.com
```
file 插件：用于加载和解析本地的 Zone 文件，适用于自定义域名解析。例如：
```
file /etc/coredns/db.example.com example.com
```
etcd 插件：用于从 Etcd 数据库中读取 DNS 记录，适用于动态服务发现和分布式系统。例如：
```
etcd example.com {
    endpoint http://localhost:2379
}
```
auto 插件：用于自动加载 Zone 文件，支持动态更新。例如：
```
auto example.com {
    directory /etc/coredns/zones
}
```
hosts 插件：用于加载和解析 /etc/hosts 文件，适用于静态 IP 地址映射。例如：
```
hosts /etc/hosts {
    fallthrough
}
```
forward 插件：用于将 DNS 请求转发到上游 DNS 服务器，支持负载均衡和健康检查。例如：
```
forward . 8.8.8.8 8.8.4.4 {
    max_fails 3
    expire 60s
    health_check 5s
}
```