Linux DNS 查询剖析（第四部分）

在 Linux DNS 查询剖析（第一部分），Linux DNS 查询剖析（第二部分） 和 Linux DNS 查询剖析（第三部分） 中，我们已经介绍了以下内容：

• nsswitch
• /etc/hosts
• /etc/resolv.conf
• ping 与 host 查询方式的对比
• systemd 和对应的 networking 服务
• ifup 和 ifdown
• dhclient
• resolvconf
• NetworkManager
• dnsmasq

在第四部分中，我将介绍容器如何完成 DNS 查询。你想的没错，也不是那么简单。

1) Docker 和 DNS

在 Linux DNS 查询剖析（第三部分） 中，我们介绍了 dnsmasq，其工作方式如下：将 DNS 查询指向到 localhost 地址 127.0.0.1，同时启动一个进程监听 53 端口并处理查询请求。

在按上述方式配置 DNS 的主机上，如果运行了一个 Docker 容器，容器内的 /etc/resolv.conf 文件会是怎样的呢？

我们来动手试验一下吧。

按照默认 Docker 创建流程，可以看到如下的默认输出：

$  docker run  ubuntu cat /etc/resolv.conf
# Dynamic resolv.conf(5) file for glibc resolver(3) generated by resolvconf(8)
#     DO NOT EDIT THIS FILE BY HAND -- YOUR CHANGES WILL BE OVERWRITTEN
# 127.0.0.53 is the systemd-resolved stub resolver.
# run "systemd-resolve --status" to see details about the actual nameservers.

search home
nameserver 8.8.8.8
nameserver 8.8.4.4

奇怪！

地址 8.8.8.8 和 8.8.4.4 从何而来呢？

当我思考容器内的 /etc/resolv.conf 配置时，我的第一反应是继承主机的 /etc/resolv.conf。但只要稍微进一步分析，就会发现这样并不总是有效的。

如果在主机上配置了 dnsmasq，那么 /etc/resolv.conf 文件总会指向 127.0.0.1 这个回环地址loopback address。如果这个地址被容器继承，容器会在其本身的网络上下文networking context中使用；由于容器内并没有运行（在 127.0.0.1 地址的）DNS 服务器，因此 DNS 查询都会失败。

“有了！”你可能有了新主意：将 主机的 的 IP 地址用作 DNS 服务器地址，其中这个 IP 地址可以从容器的默认路由default route中获取：

root@79a95170e679:/# ip route
default via 172.17.0.1 dev eth0
172.17.0.0/16 dev eth0 proto kernel scope link src 172.17.0.2

使用主机 IP 地址真的可行吗？

从默认路由中，我们可以找到主机的 IP 地址 172.17.0.1，进而可以通过手动指定 DNS 服务器的方式进行测试（你也可以更新 /etc/resolv.conf 文件并使用 ping 进行测试；但我觉得这里很适合介绍新的 dig 工具及其 @ 参数，后者用于指定需要查询的 DNS 服务器地址）：

root@79a95170e679:/# dig @172.17.0.1 google.com | grep -A1 ANSWER.SECTION
;; ANSWER SECTION:
google.com.             112     IN      A       172.217.23.14

但是还有一个问题，这种方式仅适用于主机配置了 dnsmasq 的情况；如果主机没有配置 dnsmasq，主机上并不存在用于查询的 DNS 服务器。

在这个问题上，Docker 的解决方案是忽略所有可能的复杂情况，即无论主机中使用什么 DNS 服务器，容器内都使用 Google 的 DNS 服务器 8.8.8.8 和 8.8.4.4 完成 DNS 查询。

我的经历：在 2013 年，我遇到了使用 Docker 以来的第一个问题，与 Docker 的这种 DNS 解决方案密切相关。我们公司的网络屏蔽了 8.8.8.8 和 8.8.4.4，导致容器无法解析域名。

这就是 Docker 容器的情况，但对于包括 Kubernetes 在内的容器 编排引擎orchestrators，情况又有些不同。

2) Kubernetes 和 DNS

在 Kubernetes 中，最小部署单元是 pod；它是一组相互协作的容器，共享 IP 地址（和其它资源）。

Kubernetes 面临的一个额外的挑战是，将 Kubernetes 服务请求（例如，myservice.kubernetes.io）通过对应的解析器resolver，转发到具体服务地址对应的内网地址private network。这里提到的服务地址被称为归属于“集群域cluster domain”。集群域可由管理员配置，根据配置可以是 cluster.local 或 myorg.badger 等。

在 Kubernetes 中，你可以为 pod 指定如下四种 pod 内 DNS 查询的方式。

Default

在这种（名称容易让人误解）的方式中，pod 与其所在的主机采用相同的 DNS 查询路径，与前面介绍的主机 DNS 查询一致。我们说这种方式的名称容易让人误解，因为该方式并不是默认选项！ClusterFirst 才是默认选项。

如果你希望覆盖 /etc/resolv.conf 中的条目，你可以添加到 kubelet 的配置中。

ClusterFirst

在 ClusterFirst 方式中，遇到 DNS 查询请求会做有选择的转发。根据配置的不同，有以下两种方式：

第一种方式配置相对古老但更简明，即采用一个规则：如果请求的域名不是集群域的子域，那么将其转发到 pod 所在的主机。

第二种方式相对新一些，你可以在内部 DNS 中配置选择性转发。

下面给出示例配置并从 Kubernetes 文档中选取一张图说明流程：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
data:
  stubDomains: |
    {"acme.local": ["1.2.3.4"]}
  upstreamNameservers: |
    ["8.8.8.8", "8.8.4.4"]

在 stubDomains 条目中，可以为特定域名指定特定的 DNS 服务器；而 upstreamNameservers 条目则给出，待查询域名不是集群域子域情况下用到的 DNS 服务器。

这是通过在一个 pod 中运行我们熟知的 dnsmasq 实现的。

剩下两种选项都比较小众：

ClusterFirstWithHostNet

适用于 pod 使用主机网络的情况，例如绕开 Docker 网络配置，直接使用与 pod 对应主机相同的网络。

None

None 意味着不改变 DNS，但强制要求你在 pod 规范文件specification的 dnsConfig 条目中指定 DNS 配置。

CoreDNS 即将到来

除了上面提到的那些，一旦 CoreDNS 取代 Kubernetes 中的 kube-dns，情况还会发生变化。CoreDNS 相比 kube-dns 具有可配置性更高、效率更高等优势。

如果想了解更多，参考这里。

如果你对 OpenShift 的网络感兴趣，我曾写过一篇文章可供你参考。但文章中 OpenShift 的版本是 3.6，可能有些过时。

第四部分总结

第四部分到此结束，其中我们介绍了：

• Docker DNS 查询
• Kubernetes DNS 查询
• 选择性转发（子域不转发）
• kube-dns

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

作者：zwischenzugs 译者：pinewall 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出