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5.7. OpenShift Container Platform 中的 DNS Operator

在 OpenShift Container Platform 中，DNS Operator 部署和管理 CoreDNS 实例，为集群中的 pod 提供名称解析服务，启用基于 DNS 的 Kubernetes 服务发现，并解析内部 cluster.local 名称。

5.7.1. 检查 DNS Operator 的状态
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DNS Operator 从 operator.openshift.io API 组实现 dns API。Operator 使用守护进程集部署 CoreDNS，为守护进程集创建一个服务，并将 kubelet 配置为指示 pod 使用 CoreDNS 服务 IP 地址进行名称解析。

流程

在安装过程中使用 Deployment 对象部署 DNS Operator。

  1. 使用 oc get 命令查看部署状态： 

    $ oc get -n openshift-dns-operator deployment/dns-operator
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    输出示例

    NAME           READY     UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
dns-operator   1/1       1            1           23h
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  2. 使用 oc get 命令来查看 DNS Operator 的状态： 

    $ oc get clusteroperator/dns
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    输出示例

    NAME      VERSION     AVAILABLE   PROGRESSING   DEGRADED   SINCE   MESSAGE
dns       4.1.15-0.11  True        False         False      92m
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    AVAILABLE、PROGRESSING 和 DEGRADED 提供了有关 Operator 状态的信息。当 CoreDNS 守护进程中至少有一个 pod 被设置为 Available 状态时，AVAILABLE 为 True，DNS 服务有一个集群 IP 地址。

5.7.2. 查看默认 DNS
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每个 OpenShift Container Platform 新安装都有一个名为 default 的 dns.operator。

流程

  1. 使用 oc describe 命令来查看默认 dns： 

    $ oc describe dns.operator/default
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    输出示例

    Name:         default
Namespace:
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
API Version:  operator.openshift.io/v1
Kind:         DNS
...
Status:
  Cluster Domain:  cluster.local
    1 
    
  Cluster IP:      172.30.0.10
    2 
    
...
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    1
    Cluster Domain 字段是用来构造完全限定的 pod 和服务域名的基本 DNS 域。
    2
    Cluster IP 是 Pod 为名称解析查询的地址。IP 由服务 CIDR 范围中的第 10 个地址定义。

  2. 要查找集群的服务 CIDR 范围，请使用 oc get 命令： 

    $ oc get networks.config/cluster -o jsonpath='{$.status.serviceNetwork}'
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    输出示例

    [172.30.0.0/16]
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5.7.3. 使用 DNS 转发
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您可以使用以下方法使用 DNS 转发来覆盖 /etc/resolv.conf 文件中的默认转发配置：

  • 为每个区指定名称服务器 (spec.servers)。如果转发区是 OpenShift Container Platform 管理的 ingress 域，则必须为域授权上游名称服务器。
  • 提供上游 DNS 服务器列表 (spec.upstreamResolvers)。
  • 更改默认转发策略。
注意

默认域的 DNS 转发配置可以同时在 /etc/resolv.conf 文件和上游 DNS 服务器中指定默认服务器。

流程

  1. 修改名为 default 的 DNS Operator 对象： 

    $ oc edit dns.operator/default
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    发出上一命令后，Operator 会根据 spec.servers 创建并更新名为 dns-default 的配置映射，并使用额外的服务器配置块。如果任何服务器都没有与查询匹配的区域，则名称解析会返回上游 DNS 服务器。

    配置 DNS 转发

    apiVersion: operator.openshift.io/v1
kind: DNS
metadata:
  name: default
spec:
  cache:
    negativeTTL: 0s
    positiveTTL: 0s
  logLevel: Normal
  nodePlacement: {}
  operatorLogLevel: Normal
  servers:
  - name: example-server
    1 
    
    zones:
    - example.com
    2 
    
    forwardPlugin:
      policy: Random
    3 
    
      upstreams:
    4 
    
      - 1.1.1.1
      - 2.2.2.2:5353
  upstreamResolvers:
    5 
    
    policy: Random
    6 
    
    protocolStrategy: ""
    7 
    
    transportConfig: {}
    8 
    
    upstreams:
    - type: SystemResolvConf
    9 
    
    - type: Network
      address: 1.2.3.4
    10 
    
      port: 53
    11 
    
    status:
      clusterDomain: cluster.local
      clusterIP: x.y.z.10
      conditions:
   ...
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    1
    必须符合 rfc6335 服务名称语法。
    2
    必须符合 rfc1123 服务名称语法中的子域的定义。集群域 cluster.local 是对 zones 字段的无效子域。
    3
    定义用于选择 forwardPlugin 中列出的上游解析器的策略。默认值为 Random。您还可以使用 RoundRobin, 和 Sequential 值。
    4
    每个 forwardPlugin 最多允许 15 个 upstreams。
    5
    您可以使用 upstreamResolvers 覆盖默认转发策略，并将 DNS 解析转发到默认域的指定 DNS 解析器（上游解析器）。如果没有提供任何上游解析器，DNS 名称查询将进入 /etc/resolv.conf 中声明的服务器。
    6
    决定选择上游中列出的 upstreams 服务器进行查询的顺序。您可以指定这些值之一： Random、RoundRobin 或 Sequential。默认值为 Sequential。
    7
    如果被省略，平台会选择一个默认值，通常是原始客户端请求的协议。设置为 TCP，以指定平台应该对所有上游 DNS 请求使用 TCP，即使客户端请求使用了 UDP。
    8
    用于配置传输类型、服务器名称和可选自定义 CA 或 CA 捆绑包，以便在将 DNS 请求转发到上游解析器时使用。
    9
    您可以指定两个类型的 upstreams：SystemResolvConf 或 Network。SystemResolvConf 将上游配置为使用 /etc/resolv.conf 和 Network 定义一个 Networkresolver。您可以指定其中一个或两者都指定。
    10
    如果指定类型是 Network，则必须提供 IP 地址。address 字段必须是有效的 IPv4 或 IPv6 地址。
    11
    如果指定类型是 Network，您可以选择性地提供端口。port 字段必须是 1 到 65535 之间的值。如果您没有为上游指定端口，则默认端口为 853。

5.7.4. 检查 DNS Operator 状态
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您可以使用 oc describe 命令来检查状态并查看 DNS Operator 的详情。

流程

  • 查看 DNS Operator 的状态： 

    $ oc describe clusteroperators/dns
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    虽然在特定版本中的信息和拼写可能有所不同，但预期的状态输出如下： 

    Status:
  Conditions:
    Last Transition Time:  <date>
    Message:               DNS "default" is available.
    Reason:                AsExpected
    Status:                True
    Type:                  Available
    Last Transition Time:  <date>
    Message:               Desired and current number of DNSes are equal
    Reason:                AsExpected
    Status:                False
    Type:                  Progressing
    Last Transition Time:  <date>
    Reason:                DNSNotDegraded
    Status:                False
    Type:                  Degraded
    Last Transition Time:  <date>
    Message:               DNS default is upgradeable: DNS Operator can be upgraded
    Reason:                DNSUpgradeable
    Status:                True
    Type:                  Upgradeable
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5.7.5. 查看 DNS Operator 日志
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您可以使用 oc logs 命令来查看 DNS Operator 日志。

流程

  • 查看 DNS Operator 的日志： 

    $ oc logs -n openshift-dns-operator deployment/dns-operator -c dns-operator
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5.7.6. 设置 CoreDNS 日志级别
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CoreDNS 和 CoreDNS Operator 的日志级别使用不同的方法设置。您可以配置 CoreDNS 日志级别来确定日志记录错误信息中的详情量。CoreDNS 日志级别的有效值为 Normal、Debug 和 Trace。默认 logLevel 为 Normal。

注意

CoreDNS 错误日志级别总是被启用。以下日志级别设置报告不同的错误响应：

  • logLevel: Normal 启用 "errors" 类: log . { class error }.
  • loglevel ：Debug 启用 "denial" 类: log . { class denial error }。
  • logLevel: Trace 启用 "all" 类: log . { class all }.

流程

  • 要将 logLevel 设置为 Debug，输入以下命令： 

    $ oc patch dnses.operator.openshift.io/default -p '{"spec":{"logLevel":"Debug"}}' --type=merge
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  • 要将 logLevel 设置为 Trace，输入以下命令： 

    $ oc patch dnses.operator.openshift.io/default -p '{"spec":{"logLevel":"Trace"}}' --type=merge
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验证

  • 要确保设置了所需的日志级别，请检查配置映射： 

    $ oc get configmap/dns-default -n openshift-dns -o yaml
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    例如，在将 logLevel 设置为 Trace 后，您应该在每个 server 块中看到这个小节： 

    errors
log . {
    class all
}
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5.7.7. 查看 CoreDNS 日志
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您可以使用 oc logs 命令查看 CoreDNS 日志。

流程

  • 输入以下命令来查看特定 CoreDNS pod 的日志： 

    $ oc -n openshift-dns logs -c dns <core_dns_pod_name>
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  • 输入以下命令遵循所有 CoreDNS pod 的日志： 

    $ oc -n openshift-dns logs -c dns -l dns.operator.openshift.io/daemonset-dns=default -f --max-log-requests=<number>
    1
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    1
    指定要流传输日志的 DNS pod 数量。最大值为 6。

5.7.8. 设置 CoreDNS Operator 的日志级别
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CoreDNS 和 CoreDNS Operator 的日志级别使用不同的方法设置。集群管理员可以配置 Operator 日志级别来更快地跟踪 OpenShift DNS 问题。operatorLogLevel 的有效值为 Normal、Debug 和 Trace。Trace 具有更详细的信息。默认 operatorlogLevel 为 Normal。Operator 问题有七个日志记录级别： Trace, Debug, Info, Warning, Error, Fatal, 和 Panic。设置了日志级别后，具有该严重性级别或以上级别的所有内容都会记录为日志条目。

  • operatorLogLevel: "Normal" 设置 logrus.SetLogLevel("Info")。
  • operatorLogLevel: "Debug" 设置 logrus.SetLogLevel("Debug")。
  • operatorLogLevel: "Trace" 设置 logrus.SetLogLevel("Trace")。

流程

  • 要将 operatorLogLevel 设置为 Debug，请输入以下命令： 

    $ oc patch dnses.operator.openshift.io/default -p '{"spec":{"operatorLogLevel":"Debug"}}' --type=merge
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  • 要将 operatorLogLevel 设置为 Trace，请输入以下命令： 

    $ oc patch dnses.operator.openshift.io/default -p '{"spec":{"operatorLogLevel":"Trace"}}' --type=merge
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验证

  1. 要查看生成的更改，请输入以下命令： 

    $ oc get dnses.operator -A -oyaml
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    您应该会看到两个日志级别条目。operatorLogLevel 适用于 OpenShift DNS Operator 问题，logLevel 适用于 CoreDNS pod 的 daemonset： 

     logLevel: Trace
 operatorLogLevel: Debug
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  2. 要查看 daemonset 的日志，请输入以下命令： 

    $ oc logs -n openshift-dns ds/dns-default
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5.7.9. 调整 CoreDNS 缓存
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对于 CoreDNS，您可以配置成功或不成功缓存的最长持续时间，也称为正缓存或负缓存。调整 DNS 查询响应的缓存持续时间可减少任何上游 DNS 解析器的负载。

警告

将 TTL 字段设为低值可能会导致集群、任何上游解析器或两者中负载的增加。

流程

  1. 运行以下命令来编辑名为 default 的 DNS Operator 对象： 

    $ oc edit dns.operator.openshift.io/default
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  2. 修改生存时间 (TTL) 缓存值：

    配置 DNS 缓存

    apiVersion: operator.openshift.io/v1
kind: DNS
metadata:
  name: default
spec:
  cache:
    positiveTTL: 1h
    1 
    
    negativeTTL: 0.5h10m
    2
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    1
    CoreDNS 会将字符串值 1h 转换为其相应的秒数。如果省略此字段，则假定该值为 0s，集群将使用内部默认值 900s 作为回退。
    2
    字符串值可以是单元的组合（如 0.5h10m），并被 CoreDNS 转换为相应秒数。如果省略了此字段，则假定该值为 0s，集群将使用内部默认值 30s 作为回退。

验证

  1. 要查看更改，请运行以下命令再次查看配置映射： 

    oc get configmap/dns-default -n openshift-dns -o yaml
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  2. 验证您是否看到类似以下示例的条目： 

           cache 3600 {
            denial 9984 2400
        }
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5.7.10. 高级任务
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5.7.10.1. 更改 DNS Operator managementState
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DNS Operator 管理 CoreDNS 组件，为集群中的 pod 和服务提供名称解析服务。默认情况下，DNS Operator 的 managementState 设置为 Managed，这意味着 DNS Operator 会主动管理其资源。您可以将其更改为 Unmanaged，这意味着 DNS Operator 不管理其资源。

以下是更改 DNS Operator managementState 的用例：

  • 您是一个开发者，希望测试配置更改来查看它是否解决了 CoreDNS 中的问题。您可以通过将 managementState 设置为 Unmanaged 来停止 DNS Operator 覆盖配置更改。
  • 您是一个集群管理员，报告了 CoreDNS 的问题，但在解决这个问题前需要应用一个临时解决方案。您可以将 DNS Operator 的 managementState 字段设置为 Unmanaged 以应用临时解决方案。

流程

  1. 在 DNS Operator 中将 managementState 更改为 Unmanaged ： 

    oc patch dns.operator.openshift.io default --type merge --patch '{"spec":{"managementState":"Unmanaged"}}'
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  2. 使用 jsonpath 命令行 JSON 解析器查看 DNS Operator 的 managementState ： 

    $ oc get dns.operator.openshift.io default -ojsonpath='{.spec.managementState}'
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    输出示例

    "Unmanaged"
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注意

当 managementState 设置为 Unmanaged 时，您无法升级。

5.7.10.2. 控制 DNS pod 放置
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DNS Operator 有两个守护进程集：一个用于 CoreDNS，名为 dns-default，另一个用于管理 名为 node-resolver 的 /etc/hosts 文件。

您可能会发现，需要控制哪些节点已分配并运行了 CoreDNS pod，尽管这不是一个常见操作。例如，如果集群管理员配置了可以禁止节点对节点间通信的安全策略，这需要限制 CoreDNS 运行 daemonset 的节点集合。如果 DNS pod 在集群中的某些节点上运行，且没有运行 DNS pod 的节点与运行 DNS pod 的节点具有网络连接，则 DNS 服务将适用于所有 pod。

node-resolver 守护进程集必须在每个节点主机上运行，因为它为集群镜像 registry 添加一个条目来支持拉取镜像。node-resolver pod 只有一个作业：查找 image-registry.openshift-image-registry.svc 服务的集群 IP 地址，并将其添加到节点主机上的 /etc/hosts 中，以便容器运行时可以解析服务名称。

作为集群管理员，您可以使用自定义节点选择器将 CoreDNS 的守护进程集配置为在某些节点上运行或不运行。

先决条件

  • 已安装 oc CLI。
  • 以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录集群。
  • 您的 DNS Operator managementState 设置为 Managed。

流程

  • 要允许 CoreDNS 的守护进程集在特定节点上运行，请配置污点和容限：

    1. 修改名为 default 的 DNS Operator 对象： 

      $ oc edit dns.operator/default
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    2. 为污点指定污点键和一个容忍度： 

       spec:
   nodePlacement:
     tolerations:
     - effect: NoExecute
       key: "dns-only"
       operators: Equal
       value: abc
       tolerationSeconds: 3600
      1
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      1
      如果污点是 dns-only，它可以无限期地被容许。您可以省略 tolerationSeconds。

5.7.10.3. 使用 TLS 配置 DNS 转发
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在高度监管的环境中工作时，您可能需要在将请求转发到上游解析器时保护 DNS 流量，以便您可以确保额外的 DNS 流量和数据隐私。

请注意，CoreDNS 缓存在 10 秒内转发连接。如果没有请求，CoreDNS 将为该 10 秒打开 TCP 连接。对于大型集群，请确保您的 DNS 服务器知道可能有多个新的连接来保存打开，因为您可以在每个节点上启动连接。相应地设置 DNS 层次结构以避免性能问题。

流程

  1. 修改名为 default 的 DNS Operator 对象： 

    $ oc edit dns.operator/default
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    集群管理员可以配置传输层安全(TLS)来转发 DNS 查询。

    使用 TLS 配置 DNS 转发

    apiVersion: operator.openshift.io/v1
kind: DNS
metadata:
  name: default
spec:
  servers:
  - name: example-server
    1 
    
    zones:
    - example.com
    2 
    
    forwardPlugin:
      transportConfig:
        transport: TLS
    3 
    
        tls:
          caBundle:
            name: mycacert
          serverName: dnstls.example.com
    4 
    
      policy: Random
    5 
    
      upstreams:
    6 
    
      - 1.1.1.1
      - 2.2.2.2:5353
  upstreamResolvers:
    7 
    
    transportConfig:
      transport: TLS
      tls:
        caBundle:
          name: mycacert
        serverName: dnstls.example.com
    upstreams:
    - type: Network
    8 
    
      address: 1.2.3.4
    9 
    
      port: 53
    10
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    1
    必须符合 rfc6335 服务名称语法。
    2
    必须符合 rfc1123 服务名称语法中的子域的定义。集群域 cluster.local 是对 zones 字段的无效子域。集群域 cluster.local 不是 zones 中的一个有效的 subdomain。
    3
    在为转发 DNS 查询配置 TLS 时，将 transport 字段设置为具有值 TLS。
    4
    当为转发 DNS 查询配置 TLS 时，这是用作服务器名称的一部分(SNI)的强制服务器名称来验证上游 TLS 服务器证书。
    5
    定义用于选择上游解析器的策略。默认值为 Random。您还可以使用 RoundRobin, 和 Sequential 值。
    6
    必需。使用它提供上游解析器。每个 forwardPlugin 条目最多允许 15 个 upstreams 条目。
    7
    可选。您可以使用它来覆盖默认策略，并将 DNS 解析转发到默认域的指定 DNS 解析器（上游解析器）。如果没有提供任何上游解析器，DNS 名称查询将进入 /etc/resolv.conf 中的服务器。
    8
    在使用 TLS 时，只允许网络类型，且您必须提供 IP 地址。网络类型表示，该上游解析器应该独立于 /etc/resolv.conf 中列出的上游解析器单独处理转发请求。
    9
    address 字段必须是有效的 IPv4 或 IPv6 地址。
    10
    您可以选择提供端口。port 必须是 1 到 65535 之间的值。如果您没有为上游指定端口，则默认端口为 853。
    注意

    如果 servers 未定义或无效，则配置映射只包括默认服务器。

验证

  1. 查看配置映射： 

    $ oc get configmap/dns-default -n openshift-dns -o yaml
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    基于 TLS 转发示例的 DNS ConfigMap 示例

    apiVersion: v1
data:
  Corefile: |
    example.com:5353 {
        forward . 1.1.1.1 2.2.2.2:5353
    }
    bar.com:5353 example.com:5353 {
        forward . 3.3.3.3 4.4.4.4:5454
    1 
    
    }
    .:5353 {
        errors
        health
        kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
            pods insecure
            upstream
            fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
        }
        prometheus :9153
        forward . /etc/resolv.conf 1.2.3.4:53 {
            policy Random
        }
        cache 30
        reload
    }
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    dns.operator.openshift.io/owning-dns: default
  name: dns-default
  namespace: openshift-dns
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

    1
    对 forwardPlugin 的更改会触发 CoreDNS 守护进程集的滚动更新。
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