TranslateProject/published/201809/20180806 Anatomy of a Linux DNS Lookup - Part IV.md

Linux DNS 查询剖析（第四部分）
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在 [Linux DNS 查询剖析（第一部分）][1]，[Linux DNS 查询剖析（第二部分）][2] 和 [Linux DNS 查询剖析（第三部分）][3] 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）][3] 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<ruby>回环地址<rt>loopback address</rt></ruby>。如果这个地址被容器继承，容器会在其本身的<ruby>网络上下文<rt>networking context</rt></ruby>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<ruby>默认路由<rt>default route</rt></ruby>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 <ruby>编排引擎<rt>orchestrators</rt></ruby>，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<ruby>解析器<rt>resolver</rt></ruby>，转发到具体服务地址对应的<ruby>内网地址<rt>private network</rt></ruby>。这里提到的服务地址被称为归属于“<ruby>集群域<rt>cluster domain</rt></ruby>”。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][4]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。

![kubedns](https://zwischenzugs.files.wordpress.com/2018/08/kubedns.png?w=525)

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` <ruby>规范文件<rt>specification</rt></ruby>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][5]。

如果你对 OpenShift 的网络感兴趣，我曾写过一篇[文章][6]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

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

作者：[zwischenzugs][a]
译者：[pinewall](https://github.com/pinewall)
校对：[wxy](https://github.com/wxy)

本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出

[a]:https://zwischenzugs.com/
[1]:https://linux.cn/article-9943-1.html
[2]:https://linux.cn/article-9949-1.html
[3]:https://linux.cn/article-9972-1.html
[4]:https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/dns-custom-nameservers/#impacts-on-pods
[5]:https://coredns.io/
[6]:https://zwischenzugs.com/2017/10/21/openshift-3-6-dns-in-pictures/