CoreDNS for kubernetes Service Discovery

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一、CoreDNS简介

       Kubernetes包括用于服务发现的DNS服务器Kube-DNS。 该DNS服务器利用SkyDNS的库来为Kubernetes pod和服务提供DNS请求。SkyDNS2的作者，Miek Gieben，创建了一个新的DNS服务器，CoreDNS，它采用更模块化，可扩展的框架构建。 Infoblox已经与Miek合作，将此DNS服务器作为Kube-DNS的替代品。

      CoreDNS利用作为Web服务器Caddy的一部分而开发的服务器框架。该框架具有非常灵活，可扩展的模型，用于通过各种中间件组件传递请求。这些中间件组件根据请求提供不同的操作，例如记录，重定向，修改或维护。虽然它一开始作为Web服务器，但是Caddy并不是专门针对HTTP协议的，而是构建了一个基于CoreDNS的理想框架。

      在这种灵活的模型中添加对Kubernetes的支持，相当于创建了一个Kubernetes中间件。该中间件使用Kubernetes API来满足针对特定Kubernetes pod或服务的DNS请求。而且由于Kube-DNS作为Kubernetes的另一项服务，kubelet和Kube-DNS之间没有紧密的绑定。您只需要将DNS服务的IP地址和域名传递给kubelet，而Kubernetes并不关心谁在实际处理该IP请求。

二、CoreDNS支持的行为

1.0.0版本主要遵循Kube-DNS的当前行为。 CoreDNS的005及更高版本实现了完整的规范和更多功能。

• A记录（正常的Service分配了一个名为my-svc.my-namespace.svc.cluster.local的DNS A记录。 这解决了服务的集群IP）
• “headless”（没有集群IP）的Service也分配了一个名为my-svc.my-namespace.svc.cluster.local的DNS A记录。 与普通服务不同，这解决了Service选择了pods的一组IP。 客户预计将从这ip集合中消耗集合或使用标准循环选择。
• 针对名为正常或无头服务的端口创建的SRV记录，对于每个命名的端口，SRV记录的格式为_my-port-name._my-port-protocol.my-svc.my-namespace.svc.cluster.local。对于常规服务，这将解析为端口号和CNAME：my-svc.my-namespace.svc.cluster.local；对于无头服务，这解决了多个答案，一个用于支持服务的每个pod，并包含端口号还有格式为auto-generated-name.my-svc.my-namespace.svc.cluster.local 的pod的CNAME 。SRV记录包含它们中的“svc”段，对于省略“svc”段的旧式CNAME不支持。
• 作为Service一部分的endpoints的A记录（比如“pets”的记录）
• pod的Spec中描述的A记录
• 还有就是用来发现正在使用的DNS模式版本的TXT记录

      所有群集中不需要pod A记录支持，默认情况下禁用。 此外，CoreDNS对此用例的支持超出了在Kube-DNS中找到的标准行为。

     在Kube-DNS中，这些记录不反映集群的状态，例如，对w-x-y-z.namespace.pod.cluster.local的任何查询将返回带有w.x.y.z（ip）的A记录，即使该IP不属于指定的命名空间，甚至不属于集群地址空间。最初的想法是启用对* .namespace.pod.cluster.local这样的域使用通配符SSL证书。

    CoreDNS集成了提供pod验证的选项，验证返回的IP地址w.x.y.z实际上是指定命名空间中的pod的IP。他防止在命名空间中欺骗DNS名称。 然而，它确实会大大增加CoreDNS实例的内存占用，因为现在它需要观察所有的pod，而不仅仅是服务端点。

三、在kubernetes中部署coredns

1、下载coredns部署包：

https://github.com/coredns/deployment/tree/master/kubernetes

主要有几个文件：

      deploy.sh是一个便捷的脚本，用于生成用于在当前运行标准kube-dns的集群上运行CoreDNS的清单。使用coredns.yaml.sed文件作为模板，它创建一个ConfigMap和一个CoreDNS  deployment，然后更新 Kube-DNS service selector以使用CoreDNS deployment。 通过重新使用现有服务，服务请求不会中断。

    脚本不会删除kube-dns的deployment或replication controller - 您必须手动执行：

kubectl delete --namespace=kube-system deployment kube-dns

要使用它，只需将它们放在同一目录中，然后运行deploy.sh脚本，将其传递给您的服务CIDR（10.3.0.0/24）。 这将生成具有必要Corefile的ConfigMap。 它还将查找现有的kube-dns服务的集群IP。 例如，运行：

./deploy.sh 10.3.0.0/24 cluster.local

其实就是将10.3.0.0/24和cluster.local替换掉coredns.yaml.sed里面的变量。

执行脚本前coredns.yaml.sed的内容如下（红色部分的内容脚本执行后会被替换掉）：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
data:
  Corefile: |
    .:53 {
        errors
        log stdout
        health
        kubernetes CLUSTER_DOMAIN SERVICE_CIDR
        proxy . /etc/resolv.conf
        cache 30
    }
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: coredns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    kubernetes.io/name: "CoreDNS"
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: coredns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: coredns
      annotations:
        scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ‘‘
        scheduler.alpha.kubernetes.io/tolerations: ‘[{"key":"CriticalAddonsOnly", "operator":"Exists"}]‘
    spec:
      containers:
      - name: coredns
        image: coredns/coredns:latest
        imagePullPolicy: Always
        args: [ "-conf", "/etc/coredns/Corefile" ]
        volumeMounts:
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/coredns
        ports:
        - containerPort: 53
          name: dns
          protocol: UDP
        - containerPort: 53
          name: dns-tcp
          protocol: TCP
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /health
            port: 8080
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 60
          timeoutSeconds: 5
          successThreshold: 1
          failureThreshold: 5
      dnsPolicy: Default
      volumes:
        - name: config-volume
          configMap:
            name: coredns
            items:
            - key: Corefile
              path: Corefile
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: coredns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    kubernetes.io/name: "CoreDNS"
spec:
  selector:
    k8s-app: coredns
  clusterIP: CLUSTER_DNS_IP
  ports:
  - name: dns
    port: 53
    protocol: UDP
  - name: dns-tcp
    port: 53
    protocol: TCP

CoreDNS for kubernetes Service Discovery

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