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Linux DNS 查詢剖析(第四部分) | Linux 中國

在第四部分中,我將介紹容器如何完成 DNS 查詢。你想的沒錯,也不是那麼簡單。
— Zwischenzugs


致謝
編譯自 | 
https://zwischenzugs.com/2018/08/06/anatomy-of-a-linux-dns-lookup-part-iv/
 
 作者 | Zwischenzugs
 譯者 | Andy Song (pinewall) ????共計翻譯:38.0 篇 貢獻時間:170 天

在 Linux DNS 查詢剖析(第一部分)[1]Linux DNS 查詢剖析(第二部分)[2] 和 Linux DNS 查詢剖析(第三部分)[3] 中,我們已經介紹了以下內容:

◈ nsswitch
◈ /etc/hosts
◈ /etc/resolv.conf
◈ ping 與 host 查詢方式的對比
◈ systemd 和對應的 networking 服務
◈ ifup 和 ifdown
◈ dhclient
◈ resolvconf
◈ NetworkManager
◈ dnsmasq

在第四部分中,我將介紹容器如何完成 DNS 查詢。你想的沒錯,也不是那麼簡單。

1) Docker 和 DNS

在 Linux DNS 查詢剖析(第三部分)[3] 中,我們介紹了 dnsmasq,其工作方式如下:將 DNS 查詢指向到 localhost 地址 127.0.0.1,同時啟動一個行程監聽 53 端口並處理查詢請求。

在按上述方式配置 DNS 的主機上,如果運行了一個 Docker 容器,容器內的 /etc/resolv.conf 檔案會是怎樣的呢?

我們來動手試驗一下吧。

按照預設 Docker 創建流程,可以看到如下的預設輸出:

  1. $  docker run  ubuntu cat /etc/resolv.conf

  2. # Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)

  3. #     DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN

  4. # 127.0.0.53 is the systemd-resolved stub resolver.

  5. # run "systemd-resolve --status" to see details about the actual nameservers.

  6. search home

  7. nameserver 8.8.8.8

  8. nameserver 8.8.4.4

奇怪!

地址 8.8.8.8 和 8.8.4.4 從何而來呢?

當我思考容器內的 /etc/resolv.conf 配置時,我的第一反應是繼承主機的 /etc/resolv.conf。但只要稍微進一步分析,就會發現這樣並不總是有效的。

如果在主機上配置了 dnsmasq,那麼 /etc/resolv.conf 檔案總會指向 127.0.0.1這個迴環地址loopback address。如果這個地址被容器繼承,容器會在其本身的網絡背景關係networking context中使用;由於容器內並沒有運行(在 127.0.0.1 地址的)DNS 服務器,因此 DNS 查詢都會失敗。

“有了!”你可能有了新主意:將 主機的 的 IP 地址用作 DNS 服務器地址,其中這個 IP 地址可以從容器的預設路由default route中獲取:

  1. [email protected]:/# ip route

  2. default via 172.17.0.1 dev eth0

  3. 172.17.0.0/16 dev eth0 proto kernel scope link src 172.17.0.2

使用主機 IP 地址真的可行嗎?

從預設路由中,我們可以找到主機的 IP 地址 172.17.0.1,進而可以通過手動指定 DNS 服務器的方式進行測試(你也可以更新 /etc/resolv.conf 檔案並使用 ping 進行測試;但我覺得這裡很適合介紹新的 dig 工具及其 @ 引數,後者用於指定需要查詢的 DNS 服務器地址):

  1. [email protected]:/# dig @172.17.0.1 google.com | grep -A1 ANSWER.SECTION

  2. ;; ANSWER SECTION:

  3. google.com.             112     IN      A       172.217.23.14

但是還有一個問題,這種方式僅適用於主機配置了 dnsmasq 的情況;如果主機沒有配置 dnsmasq,主機上並不存在用於查詢的 DNS 服務器。

在這個問題上,Docker 的解決方案是忽略所有可能的複雜情況,即無論主機中使用什麼 DNS 服務器,容器內都使用 Google 的 DNS 服務器 8.8.8.8 和 8.8.4.4 完成 DNS 查詢。

我的經歷:在 2013 年,我遇到了使用 Docker 以來的第一個問題,與 Docker 的這種 DNS 解決方案密切相關。我們公司的網絡屏蔽了 8.8.8.8 和 8.8.4.4,導致容器無法解析域名。

這就是 Docker 容器的情況,但對於包括 Kubernetes 在內的容器 編排引擎orchestrators,情況又有些不同。

2) Kubernetes 和 DNS

在 Kubernetes 中,最小部署單元是 pod;它是一組相互協作的容器,共享 IP 地址(和其它資源)。

Kubernetes 面臨的一個額外的挑戰是,將 Kubernetes 服務請求(例如,myservice.kubernetes.io)通過對應的解析器resolver,轉發到具體服務地址對應的內網地址private network。這裡提到的服務地址被稱為歸屬於“集群域cluster domain”。集群域可由管理員配置,根據配置可以是 cluster.local 或 myorg.badger 等。

在 Kubernetes 中,你可以為 pod 指定如下四種 pod 內 DNS 查詢的方式。

Default

在這種(名稱容易讓人誤解)的方式中,pod 與其所在的主機採用相同的 DNS 查詢路徑,與前面介紹的主機 DNS 查詢一致。我們說這種方式的名稱容易讓人誤解,因為該方式並不是預設選項!ClusterFirst 才是預設選項。

如果你希望改寫 /etc/resolv.conf 中的條目,你可以添加到 kubelet 的配置中。

ClusterFirst

在 ClusterFirst 方式中,遇到 DNS 查詢請求會做有選擇的轉發。根據配置的不同,有以下兩種方式:

第一種方式配置相對古老但更簡明,即採用一個規則:如果請求的域名不是集群域的子域,那麼將其轉發到 pod 所在的主機。

第二種方式相對新一些,你可以在內部 DNS 中配置選擇性轉發。

下麵給出示例配置並從 Kubernetes 文件[4]中選取一張圖說明流程:

  1. apiVersion: v1

  2. kind: ConfigMap

  3. metadata:

  4.  name: kube-dns

  5.  namespace: kube-system

  6. data:

  7.  stubDomains: |

  8.    {"acme.local": ["1.2.3.4"]}

  9.  upstreamNameservers: |

  10.    ["8.8.8.8", "8.8.4.4"]

在 stubDomains 條目中,可以為特定域名指定特定的 DNS 服務器;而 upstreamNameservers 條目則給出,待查詢域名不是集群域子域情況下用到的 DNS 服務器。

這是通過在一個 pod 中運行我們熟知的 dnsmasq 實現的。

kubedns

剩下兩種選項都比較小眾:

ClusterFirstWithHostNet

適用於 pod 使用主機網絡的情況,例如繞開 Docker 網絡配置,直接使用與 pod 對應主機相同的網絡。

None

None 意味著不改變 DNS,但強制要求你在 pod 規範檔案specification的 dnsConfig 條目中指定 DNS 配置。

CoreDNS 即將到來

除了上面提到的那些,一旦 CoreDNS 取代 Kubernetes 中的 kube-dns,情況還會發生變化。CoreDNS 相比 kube-dns 具有可配置性更高、效率更高等優勢。

如果想瞭解更多,參考這裡[5]

如果你對 OpenShift 的網絡感興趣,我曾寫過一篇文章[6]可供你參考。但文章中 OpenShift 的版本是 3.6,可能有些過時。

第四部分總結

第四部分到此結束,其中我們介紹了:

◈ Docker DNS 查詢
◈ Kubernetes DNS 查詢
◈ 選擇性轉發(子域不轉發)
◈ kube-dns

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

作者:zwischenzugs[8] 譯者:pinewall 校對:wxy

本文由 LCTT 原創編譯,Linux中國 榮譽推出

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