Kubernetes 保持 StatefulSet 中 Headless Service 的 DNS 服务-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

在 Kubernetes 中，StatefulSet 是一种有状态的 pod 副本控制器，适用于需要与数据库等有状态服务进行交互的应用程序。同时，Headless Service 是一种 Kubernetes 服务类型，该服务不会创建任何负载均衡器，而是直接暴露每个 pod IP 地址作为解析的 DNS 条目。这种类型的服务通常用于实现服务发现、集群 DNS 记录管理等。

然而，在使用 StatefulSet 和 Headless Service 时，我们可能会遇到由于 pod 排序导致 DNS 条目变化而卡顿的问题。本文将介绍如何保持 StatefulSet 中 Headless Service 的 DNS 服务，从而使服务发现和 DNS 解析更加平滑和可靠。

DNS 条目稳定性

在 StatefulSet 中，每个 pod 会被分配一个唯一的名称，例如 web-0、web-1 等。这些名称在 pod 重启时不会改变，并且在服务暴露时也可以用作 DNS 条目名。Headless Service 的工作方式是将这些 pod 名稳定地映射到 DNS 条目名。

然而，当我们对 StatefulSet 进行扩缩容、升级等操作时，可能会导致 pod 排序的变化，从而导致 DNS 条目名也发生了变化。这种变化可能会导致网络请求长时间超时，直到 DNS 条目名稳定下来。

因此，我们需要一种方法来保持 Headless Service 的 DNS 条目稳定性，并且在 pod 增减时自动更新 DNS 记录。接下来，将介绍两种方法：使用 StatefulSet 的 subsets 特性和使用外部 DNS 服务。

使用 `subsets` 特性

在 Kubernetes 1.11 版本中，StatefulSet 引入了 subsets 特性，可以定义 pod 群集的分区，并为每个分区分配一个稳定的 DNS 条目名。这种方式与 Headless Service 搭配使用，可以实现 Headless Service 的 DNS 条目稳定性。

具体来说，我们可以在 StatefulSet 的 .spec.podManagementPolicy 字段中设置 OrderedReady，并在 .spec.service 字段中设置 clusterIP: None 和 *.subsets。然后，我们可以在 .spec.subsets 字段中定义每个分区的名称和标签选择器，例如：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: web
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  podManagementPolicy: OrderedReady
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: nginx
        ports:
        - name: web
          containerPort: 80
  service:
    clusterIP: None
    spec:
      selector:
        app: web
      ports:
      - name: web
        port: 80
        targetPort: web
        protocol: TCP
      publishNotReadyAddresses: true
    status:
      loadBalancer: {}
  subsets:
  - name: zone-a
    labels:
      zone: a
    replicas: 2
  - name: zone-b
    labels:
      zone: b
    replicas: 1

上述配置中，我们定义了两个分区 zone-a 和 zone-b，每个分区都分配了一个稳定的 DNS 条目名，例如 web-0.zone-a、web-0.zone-b 等。这样，不管我们对 StatefulSet 进行什么操作，DNS 条目名都会保持不变，并且 pod 会按照分区顺序和就绪状态进行调度和更新。

使用外部 DNS 服务

除了使用 StatefulSet 的 subsets 特性外，我们还可以使用外部 DNS 服务来保持 Headless Service 的 DNS 条目稳定性。常见的外部 DNS 服务包括 CoreDNS、kube-dns、Route 53 等。

对于使用 CoreDNS 的情况，我们可以在 Kubernetes 中创建一个 ConfigMap，包含 CoreDNS 的配置文件，其中指定将 Headless Service 的 DNS 名称解析到 pod IP 地址的规则。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: v1
data:
  Corefile: |
    .:53 {
        errors
        health {
            lameduck 5s
        }
        ready
        kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
            pods insecure
            upstream /etc/resolv.conf
            fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
        }
        prometheus :9153
        trace {
            to stdout
            bufsize 2048
            microsecond
        }
    }
    < [*-].web.default.svc.cluster.local > {
        ttl 30s
        fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
        hosts {
            {{ range (index .Endpoints.ByAddress "10.244.1.2").Hosts }} {{ . }} {{end}}
        }
    }

上述配置中，我们定义了一个 .web.default.svc.cluster.local 的规则，将 DNS 名称解析为一个 pod IP 地址，并设置了 TTL 为 30 秒。如果我们将 Headless Service 命名为 web，则这个规则会将 web-0 至 web-N 的 DNS 名称解析为对应的 pod IP 地址。

总结

本文介绍了如何保持 StatefulSet 中 Headless Service 的 DNS 条目稳定性，使服务发现和 DNS 解析更加平滑和可靠。具体地，我们可以使用 StatefulSet 的 subsets 特性或者外部 DNS 服务来实现这一目标。无论哪种方式，都需要我们对 pod 排序和 DNS 记录更新的机制有深入的理解和经验积累。

希望本文能够对读者在实践 Kubernetes 服务发现相关问题时提供一定的参考和指导，同时也希望 Kubernetes 社区能够进一步完善 StatefulSet 和 Headless Service 的功能和文档，使得 Kubernetes 的服务发现和解析更加成熟和易用。

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Kubernetes 保持 StatefulSet 中 Headless Service 的 DNS 服务

DNS 条目稳定性

使用 subsets 特性

使用外部 DNS 服务

总结

使用 `subsets` 特性