在ACK集群中部署NodeLocal DNSCache可以提升服务发现的稳定性和性能，NodeLocal DNSCache通过在集群节点上作为DaemonSet运行DNS缓存代理来提高集群DNS性能。本文介绍如何安装NodeLocal DNSCache，并在应用中使用NodeLocal DNSCache。

前提条件

使用限制

  • NodeLocal DNSCache不支持ASK集群、以及托管版、专有版集群中部署的ECI类型的Pod。
  • 如果集群网络类型为Terway，请更新Terway至v1.0.10.301及以上版本。如果是基于IPVLAN的Terway多IP模式，需要对Terway进行配置修改。更多信息，请参见修改Terway配置。
  • 组件管理中的NodeLocal DNSCache和应用目录中的ack-node-local-dns为同一应用，不需要重复安装。
  • NodeLocal DNSCache不提供Hosts、Rewrite等插件能力，仅作为CoreDNS的透明缓存代理。如有需要，可在CoreDNS配置中修改。
  • 使用NodeLocal DNSCache前，您需要对CoreDNS配置进行修改，否则可能导致集群外部域名解析异常。具体操作，请参见配置Forward插件与上游VPC DNS服务器的默认协议。

NodeLocal DNSCache简介

ACK NodeLocal DNSCache是基于社区开源项目NodeLocal DNSCache的一套DNS本地缓存解决方案。ACK NodeLocal DNSCache在Helm Chart名称是ack-node-local-dns。该方案主要由DNS本地缓存DaemonSet和DNSConfig动态注入控制器Deployment组成：
  • DNSConfig动态注入控制器Deployment，基于Admission Webhook机制拦截Pod创建的请求，自动注入使用DNS缓存的Pod DNSConfig信息。
    说明 如果不启用DNSConfig动态注入控制器Deployment，您需要手动注入DNS域名相关配置至Pod配置中。具体操作，请参见在应用中使用NodeLocal DNSCache下的方式二：手动指定DNSConfig。
  • DNS缓存DaemonSet可以在每个节点上创建一个虚拟网络接口（默认监听IP 169.254.20.10，如需修改请提交工单咨询），配合Pod的DNSConfig和节点上的网络配置，Pod内产生的DNS请求会被该DaemonSet服务所代理。
    注意 DaemonSet服务内同样基于CoreDNS提供服务，但其仅具有代理和缓存的功能，请勿启用额外的插件能力（如Hosts、Rewrite等）。

关于NodeLocal DNSCache的缓存策略，请参见DNS解析及缓存策略说明。

图 1. NodeLocal DNSCache工作原理图
工作原理
序号 描述
① 已注入DNS本地缓存的Pod，默认会通过NodeLocal DNSCache监听于节点上的IP（169.254.20.10）解析域名。
② NodeLocal DNSCache本地若无缓存应答解析请求，则会通过kube-dns服务请求CoreDNS进行解析。
③ CoreDNS对于非集群内域名，会通过VPC DNS服务器进行解析。
④ 已注入DNS本地缓存的Pod，当无法连通NodeLocal DNSCache时，会继而直接通过kube-dns服务连接到CoreDNS进行解析，此链路为备用链路。
⑤ 未注入DNS本地缓存的Pod，会通过标准的kube-dns服务链路连接到CoreDNS进行解析。

安装NodeLocal DNSCache

您可以通过组件管理或者应用目录页面安装NodeLocal DNSCache，建议您通过组件管理安装NodeLocal DNSCache。

通过组件管理安装NodeLocal DNSCache

  1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏中选择集群。
  2. 在集群列表页面中，选择目标集群名称或者目标集群右侧操作列下的更多 > 系统组件管理。
  3. 在组件管理页面单击网络页签，找到ACK NodeLocal DNSCache。
  4. 单击ACK NodeLocal DNSCache的安装，在弹出的对话框中单击确定。

通过应用目录安装NodeLocal DNSCache

  1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏中选择市场 > 应用市场。
  2. 在应用市场页面单击应用目录页签，然后搜索并选中ack-node-local-dns。
  3. 在ack-node-local-dns页面，单击一键部署。
  4. 在创建面板中，选择集群和命名空间，然后单击下一步。
  5. 在参数配置页面，设置相应参数，然后单击确定。
    需设置的参数说明如下表。
    参数 描述 获取路径
    upstream_ip kube-system命名空间下 kube-dns服务的ClusterIP。NodeLocal DNSCache通过该服务与CoreDNS通信来解析集群内域名。 如果您需要指定不同的上游DNS服务器，可以修改此参数。
    clusterDomain 集群主域名。 查看节点上kubelet进程的--cluster-domain参数，默认为cluster.local。

在应用中使用NodeLocal DNSCache

说明 NodeLocal DNSCache默认不会部署至Master节点。如果您的业务需要部署至Master节点，且您的Master节点设置了污点，您需要修改命名空间kube-system下node-local-dns DaemonSet的污点容忍。
为了能使应用原本请求CoreDNS的流量改为由DNS缓存DaemonSet代理，需要使Pod内部的中nameservers配置成169.254.20.10和kube-dns对应的IP地址，您有以下几种方式可以选择：
  • 方式一：借助DNSConfig动态注入控制器在Pod创建时配置DNSConfig自动注入，推荐使用此方式。
  • 方式二：创建Pod时手动指定DNSConfig。
  • 方式三：修改kubelet参数，并重启节点kubelet。存在业务中断风险，不推荐使用此方式。
方式一：配置DNSConfig自动注入
DNSConfig动态注入控制器可用于自动注入DNSConfig至新建的Pod中，避免您手工配置Pod YAML进行注入。本应用默认会监听包含node-local-dns-injection=enabled标签的命名空间中新建Pod的请求，您可以通过以下命令给命名空间打上Label标签。
kubectl label namespace default node-local-dns-injection=enabled
说明
  • 上述命令仅会开启default命名空间的自动注入，如需对其它命名空间开启自动注入，则需要替换default为目标命名空间名称。
  • 在命名空间DNSConfig自动注入开启的情况下，如需对部分Pod进行豁免（即不进行注入），可以调整其Pod Template中Labels标签字段，加上node-local-dns-injection=disabled标签。
  • ECI不支持NodeLocal DNSCache。当Deployment动态弹性扩容至ECI节点时，ECI上Pod会因无法连通NodeLocal DNSCache导致域名解析超时，此时必须对整个Deployment进行注入豁免，可以调整其Pod Template中的Labels标签字段加上node-local-dns-injection=disabled。
开启自动注入后，您创建的Pod会被增加以下字段，为了最大程度上保证业务DNS请求高可用，nameservers中会额外加入kube-dns的ClusterIP地址作为备份的DNS服务器。
dnsConfig:
    nameservers:
    - 169.254.20.10
    - 172.21.0.10
    options:
    - name: ndots
      value: "3"
    - name: attempts
      value: "2"
    - name: timeout
      value: "1"
    searches:
    - default.svc.cluster.local
    - svc.cluster.local
    - cluster.local
  dnsPolicy: None

自动注入需满足以下条件。如果自动注入失败，请检查是否满足：

  • 新建Pod不位于kube-system和kube-public命名空间。
  • 新建Pod所在命名空间的Labels标签包含node-local-dns-injection=enabled。
  • 新建Pod所在命名空间的Labels不包含ECI Pod相关标签，例如virtual-node-affinity-injection、eci、alibabacloud.com/eci等。
  • 新建Pod没有被打上eci、alibabacloud.com/eci等ECI相关标签，或打上禁用DNS注入node-local-dns-injection=disabled标签。
  • 新建Pod的网络为hostNetwork且DNSPolicy为ClusterFirstWithHostNet，或Pod为非hostNetwork且DNSPolicy为ClusterFirst。

方式二：手动指定DNSConfig

如果不适用Admission Webhook Deployment自动注入，您可以通过修改Pod进行手动指定DNSConfig。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: alpine
  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: alpine
    command:
      - sleep
      - "10000"
    imagePullPolicy: Always
    name: alpine
  dnsPolicy: None
  dnsConfig:
    nameservers: ["169.254.20.10","172.21.0.10"]
    searches:
    - default.svc.cluster.local
    - svc.cluster.local
    - cluster.local
    options:
    - name: ndots
      value: "3"
    - name: attempts
      value: "2"
    - name: timeout 
      value: "1"
  • dnsPolicy：必须为None。
  • nameservers：配置成169.254.20.10和kube-dns的ClusterIP对应的IP地址。
  • searches：设置搜索域，保证集群内部域名能够被正常解析。
  • ndots：默认为5，可以适当降低ndots以提升解析效率。更多信息，请参见resolv.conf。

方式三：配置kubelet启动参数

kubelet通过--cluster-dns和--cluster-domain两个参数来全局控制Pod DNSConfig。在/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 配置文件中需要增加一个--cluster-dns参数，设置值为链路本地地址169.254.20.10。修改后执行systemctl daemon-reload和systemctl restart kubelet来生效。
--cluster-dns=169.254.20.10 --cluster-dns=<kube-dns ip> --cluster-domain=<search domain>
  • cluster-dns：部署Pod时，默认采用的DNS服务器地址，默认只引用了`kube-dns` 的服务IP，需要增加一个对链路本地地址169.254.20.10的引用。
  • cluster-domain：部署Pod时，默认采用的DNS搜索域，保持原有搜索域即可，一般为`cluster.local`。

配置应用使用NodeLocal DNSCache示例

通过在default命名空间下部署Deployment类型示例应用，演示如何配置应用使用NodeLocal DNSCache。

  1. 执行以下命令，给接入NodeLocal DNSCache的应用所在的命名空间（default）设置标签。
    kubectl label namespace default node-local-dns-injection=enabled
    注意 Admission Controller会忽略kube-system和kube-public命名空间下的应用，请勿在这两个命名空间下进行自动注入dnsConfig操作。
  2. 在集群的default命名空间下部署示例应用。
    1. 使用以下YAML模板创建名为ubuntu-deployment的示例应用。
      apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.8.0 use apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: ubuntu
  labels:
    app: ubuntu
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: ubuntu
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ubuntu
    spec:
      containers:
      - name: ubuntu
        image: ubuntu
        command: ["sh", "-c"]
        args: ["sleep 100000"]
    2. 执行以下命令，使示例应用在集群中生效。
      kubectl apply -f ubuntu-deployment.yaml

      预期输出：

      deployment.apps/ubuntu created
    3. 执行以下命令，查看应用信息。
      kubectl get deployment ubuntu

      预期输出：

      NAME     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
ubuntu   2/2     2            2           7s
  3. 查看是否成功注入dnsConfig。
    1. 执行以下命令，查看Pod信息。
      kubectl get pods

      预期输出：

      NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ubuntu-766448f68c-m****   1/1     Running   0          4m39s
ubuntu-766448f68c-w****   1/1     Running   0          4m39s
    2. 执行以下命令，查看Pod的dnsConfig是否已经接入NodeLocal DNSCache。
      kubectl get pod ubuntu-766448f68c-m**** -o=jsonpath='{.spec.dnsConfig}'

      预期输出：

      map[nameservers:[169.254.20.10 172.21.0.10] options:[map[name:ndots value:5]] searches:[default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local]]
      当输出以上内容时，说明成功为应用接入NodeLocal DNSCache。
      开启自动注入后，您创建的Pod会被增加以下字段，为了最大程度上保证业务DNS请求高可用，nameservers中会额外加入kube-dns服务的ClusterIP地址（172.21.0.10）作为备份的DNS服务器。
        dnsConfig:
    nameservers:
    - 169.254.20.10
    - 172.21.0.10
    options:
    - name: ndots
      value: "3"
    - name: attempts
      value: "2"
    - name: timeout
      value: "1"
    searches:
    - default.svc.cluster.local
    - svc.cluster.local
    - cluster.local
  dnsPolicy: None

升级NodeLocal DNSCache

如果您是在组件管理页面安装NodeLocal DNSCache，您需要在组件管理页面升级NodeLocal DNSCache。如果您是在应用目录页面安装NodeLocal DNSCache，您需要在Helm页面卸载NodeLocal DNSCache，然后再重新安装NodeLocal DNSCache。

通过组件管理页面升级NodeLocal DNSCache

  1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏中选择集群。
  2. 在集群列表页面中，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏中，选择运维管理 > 组件管理。
  3. 在组件管理页面单击NodeLocal DNSCache下的升级，在弹出的对话框中单击确定。
    说明
    • 若您对node-local-dns DaemonSet进行过污点容忍等修改操作，升级时污点容忍等操作将会被覆盖，升级后需要再次设置。
    • 如果您遇到类似报错信息rendered manifests contain a resource that already exists. Unable to continue with update: MutatingWebhookConfiguration "ack-node-local-dns-admission-controller" in namespace "" exists and cannot be imported into the current release，说明集群存在Helm v2遗留的资源，请执行命令kubectl delete MutatingWebhookConfiguration ack-node-local-dns-admission-controller，手工删除MutatingWebhookConfiguration ack-node-local-dns-admission-controller后重试升级。从删除后到升级完成前的这段时间内，新建的容器Pod可能不会有DNS配置自动注入，请避免在此期间创建容器Pod。

通过应用目录页面升级NodeLocal DNSCache

如果您是通过应用目录页面安装NodeLocal DNSCache，您可以先卸载NodeLocal DNSCache，再重新安装。具体操作，请参见卸载NodeLocal DNSCache和安装NodeLocal DNSCache。

卸载NodeLocal DNSCache

如果您是在组件管理页面安装NodeLocal DNSCache，您需要在组件管理页面卸载NodeLocal DNSCache。如果您是在应用目录页面安装NodeLocal DNSCache，您需要在Helm页面卸载NodeLocal DNSCache。

通过组件管理页面卸载NodeLocal DNSCache

  1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏中选择集群。
  2. 在集群列表页面中，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏中，选择运维管理 > 组件管理。
  3. 在组件管理页面单击NodeLocal DNSCache下的卸载，在弹出的对话框中单击确定。
    说明 卸载后所有解析流量会请求至CoreDNS，建议提前对CoreDNS副本数进行扩容。

通过应用目录页面卸载NodeLocal DNSCache

  1. 卸载前检查。
    1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏中选择集群。
    2. 在集群列表页面中，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏中，选择应用 > Helm。
    3. 在Helm页面单击ack-node-local-dns-default。
    4. 单击参数配置页签，检查参数。
      • 如果本地监听IP地址（local_dns_ip）等同于kube-dns的ClusterIP地址，则您可以执行步骤2卸载NodeLocal DNSCache。
      • 如果高可用开关（high_availability）为打开状态，且本地监听IP地址（local_dns_ip）为169.254.20.10。则您可以执行步骤2卸载NodeLocal DNSCache。
      • 如果参数不满足以上条件，请按照以下流程进行卸载：
        1. 执行kubectl get ns -o yaml命令，检查哪些命名空间被打上了node-local-dns-injection=enabled的标签，并将标签删除。
        2. 执行kubectl get pod -o yaml命令，检查哪些业务Pod被注入DNSConfig，删除这些Pod并重建。
        3. 执行步骤2卸载NodeLocal DNSCache。
  2. 卸载NodeLocal DNSCache。
    1. 在控制台左侧导航栏中，单击集群。
    2. 在集群列表页面中，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏中，选择应用 > Helm。
    3. 在Helm页面单击ack-node-local-dns-default操作列的删除，在弹出的对话框中选中清除发布记录，然后单击确定。

修改Terway配置

  1. 执行以下命令，查看Terway配置文件。
    kubectl -n kube-system edit cm eni-config -o yaml
  2. 检查Terway配置文件。
    • 检查配置文件中eniip_virtual_type字段是否开启IPVLAN模式。如果配置文件中此项不存在或不是IPVLAN，则您不需要按后续步骤进行配置，可以直接安装NodeLocal DNSCache。具体操作，请参见安装NodeLocal DNSCache。
    • 检查配置文件中是否已配置host_stack_cidrs字段。如果配置文件中已配置host_stack_cidrs 字段，则您不需要按后续步骤进行配置，可以直接安装NodeLocal DNSCache。具体操作，请参见安装NodeLocal DNSCache。
  3. 在Terway配置文件中添加host_stack_cidrs字段，并输入网段169.254.20.10/32，保存并退出。
     10-terway.conf: |
  {
    "cniVersion": "0.3.0",
    "name": "terway",
    "eniip_virtual_type": "IPVlan",
    "host_stack_cidrs": ["169.254.20.10/32"], 
    "type": "terway"
  }
  4. 执行以下命令，查看当前Terway的所有DaemonSet容器组。
    kubectl -n kube-system get pod | grep terway-eniip

    预期输出：

    terway-eniip-7****         2/2     Running   0          30m
terway-eniip-s****         2/2     Running   0          30m
  5. 执行以下命令，触发Terway容器组重建。
     kubectl -n kube-system delete pod terway-eniip-7**** terway-eniip-s****
  6. 登录任意集群节点，执行以下命令，查看Terway配置文件。
    如果Terway配置文件包含添加的网段，则说明配置成功。
    cat /etc/cni/net.d/*

    预期输出：

     {
   "cniVersion": "0.3.0",
   "name": "terway-chainer",
   "plugins": [
     {
       "eniip_virtual_type": "IPVlan",
       "host_stack_cidrs": [ 
         "169.254.20.10/32",
       ],
       "type": "terway"
     },
     {
       "type": "cilium-cni"
     }
   ]
 }

    所有Terway Pod重建并正常后，您可以继续安装NodeLocal DNSCache了。