解决 Kubernetes DNS 解析问题——详细教程

Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，其在构建分布式应用程序方面发挥了重要作用。一个典型的 Kubernetes 集群包括一组可扩展的节点，节点在其中运行容器，并由一个控制平面管理，其中包括 API 服务器、etcd、kube-scheduler 和 kube-controller-manager。Kubernetes 还提供了对 DNS 解析的支持，以便容器可以使用可读的名称访问其他容器服务。然而，在使用 Kubernetes DNS 解析时，用户可能会遇到各种问题。本文重点介绍了 Kubernetes DNS 解析常见问题以及如何解决这些问题。

问题一：Kubernetes DNS 解析失败

Kubernetes 具有内置的 DNS 解析机制，容器可以使用 Kubernetes 中定义的服务的名称，而不需要知道它们的 IP 地址。但是，在某些情况下，Kubernetes DNS 解析失败，导致容器无法解析域名。这可能是由于以下原因之一导致的：

• CoreDNS 未启动
• CoreDNS 启动但不可用
• Kubernetes API 服务器断开连接

解决方案

检查 CoreDNS 是否启动

可以通过以下命令检查 CoreDNS 是否已启动：

kubectl get pod --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns

如果输出中没有任何 CoreDNS Pod，请使用以下命令启动它：

kubectl create -f https://storage.googleapis.com/kubernetes-the-hard-way/kube-dns.yaml

验证 CoreDNS 是否可用

可以通过以下命令验证 CoreDNS 是否可用：

kubectl run -it --rm --restart=Never busybox --image=busybox:1.28 -- nslookup kubernetes.default

如果 CoreDNS 可用，则应输出 kubernetes.default 的 IP 地址。

检查 Kubernetes API 是否可用

Kubernetes DNS 解析需要与 Kubernetes API 服务器通信。如果 API 服务器不可用，则 DNS 解析也会失败。可以使用以下命令检查 API 服务器是否可用：

kubectl get componentstatuses

如果可以看到输出中的 Scheduler 和 Controller Manager 组件均为 Healthy，则意味着 API 服务器可用。

问题二：Kubernetes DNS 解析超时

在某些情况下，DNS 查找请求可能会超时，导致容器无法解析域名。

解决方案

调整 DNS 解析超时值

可以通过配置 kubelet 的 --dns-timeout 参数来增加或减少 DNS 解析超时时间。例如，可以在 kubelet 的 systemd 单元文件中添加以下参数：

Environment="KUBELET_DNS_ARGS=--dns-timeout=5s"

问题三：Kubernetes DNS 解析缓慢

在高负载下，Kubernetes DNS 解析可能会变得缓慢，影响应用程序性能。

解决方案

安装 Local DNS Cache

可以通过安装 Local DNS Cache 来提高 DNS 查询速度。一个流行的选项是 dnsmasq。可以按照以下步骤安装 dnsmasq：

1. 在 Kubernetes 集群中的一台节点上，安装 dnsmasq：

   apt-get update
   apt-get install -y dnsmasq

2. 编辑 /etc/dnsmasq.d/k8s.conf，按如下方式配置 dnsmasq：

   # 设置与 kube-dns 相同的域名服务器地址
   server=/cluster.local/10.96.0.10
   
   # 向 kube-dns 查询 Pod IP 地址
   listen-address=127.0.0.1
   bind-interfaces
   no-resolv
   cache-size=1024

3. 重新启动 dnsmasq 服务：

   systemctl restart dnsmasq

4. 在节点的 /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 文件中新增以下内容（如果文件不存在，则需要先创建）：

   [Service]
   Environment="KUBELET_EXTRA_ARGS=--resolv-conf=/run/systemd/resolve/resolv.conf --root-dir=/var/lib/kubelet --hairpin-mode promiscuous-bridge --fail-swap-on=false --max-pods=110 --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf --cert-dir=/etc/kubernetes/pki --container-runtime=remote --container-runtime-endpoint=/run/containerd/containerd.sock --image-pull-progress-deadline=2h --v=2 --event-qps=0 --event-burst=0 --node-labels='node-role.kubernetes.io/node=' --rotate-certificates=true --feature-gates=RotateKubeletServerCertificate=true"

5. 重启 kubelet 服务：

   systemctl daemon-reload
   systemctl restart kubelet.service

结论

本文主要介绍了 Kubernetes DNS 解析常见问题以及解决方案。通过仔细检查 DNS 解析故障并进行正确的设置和配置，可以确保 Kubernetes DNS 解析工作正常，并减少出现问题的可能性。

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