摘要：通过监视资源的变化，并根据的信息生成记录写入到中。是唯一保留的容器，依然提供健康检查。操作会获取最新的全量资源与本地状态进行比较来产生通知，可以避免网络原因导致的丢失通知的情况。最后一个参数用来设置处理事件的回调。
上一期我们以1.2版本为背景，介绍了K8S的服务发现和kube-dns插件的相关内容。有了上一期内容作为基础，这期了解最新版本的kube-dns就会容易很多。
本文主要对比1.2和1.4版本中kube-dns 的主要变化，以及最新版本中kube-dns的内部实现。满满的干货来了，你准备好了吗？
大纲● kube-dns的主要变化
● kube-dns的实现原理
● kubedns容器详解
● dnsmasq容器简介
● exechealthz容器简介
主要变化● 服务发现机制未变化
也就是说kube-dns对外的接口是基本没变的。变化主要在于kube-dns插件的内部组成，由原来的四个容器变为了三个。
现在回顾一下上一期所讲的1.2版本kube-dns的组成。
Kube2sky通过K8S API监视K8S Service资源的变化，并根据Service的信息生成DNS记录写入到etcd中。Skydns为集群中的Pod提供DNS查询服务，DNS记录从etcd中读取。Exechealthz提供健康检查功能。
接下来我们再看一下1.4版本kube-dns的组成。对比两张图，可以很直观的看到kube-dns对外接口没有发生变化。Exechealthz是唯一保留的容器，依然提供健康检查。
不同点：
1.会检查两个容器的健康状态。
2.为集群提供DNS查询服务的容器由skydns变为了dnsmasq。
3.Kubedns容器替代了kube2sky来监视Service资源。
4.Etcd容器不见了。
相信有些人会好奇DNS记录现在保存在哪了呢？那为了回答这个问题以及了解新版kube-dns的工作原理，我们就进入下一章内容来了解其实现原理。
实现原理● kubedns容器的实现
本着“Talk is cheap, show me the code”原则，我们将会以源码分析的方式介绍其原理。对另外两个容器会进行简要介绍。
先来看一下源码位置，这里列出的是kube-dns插件相关的源码，不仅仅是kubedns容器的。之前的源码是集中在cluster/addons/dns下面的，那么1.4版本中分成了三个目录：
● 第一个目录会有K8S DNS相关的README以及kubedns容器的Dockerfile。
● 第二个目录存放kube-dns插件的编排文件。
● 第三个是kubedns源码目录，kubedns容器使用的命令行就是从这构建出来的。
● kubedns容器的功能：
● 接入SkyDNS，为dnsmasq提供查询服务
● 替换etcd容器，使用树形结构在内存中保存DNS记录
● 通过K8S API监视Service资源变化并更新DNS记录
● 服务10053端口
对功能有了大概了解之后，我们下面就结合源码来看看各个功能是如何实现的。
● kubedns实现——SkyDNS接入
下面是kubedns启动的部分代码，这部分显示的是kubedns在启动的时候会初始化一个SkyDNS Server，初始化的时候传入了一个KubeDNSServer.kd。
下面是KubeDNSServer.kd的初始化代码，使用的是K8S提供的包。使用K8S提供的包可以初始化一个SkyDNS Server？相信很多人能够想到，这个KubeDNSServer.kd应该实现了一个接口。
SkyDNS Server在初始化的时候需要传入一个Backend接口，其定义如下。SkyDNS基于Etcd实现了该接口，也会使用它初始化Server。得益于SkyDNS的良好设计，K8S只要实现该接口便可以接入SkyDNS来提供DNS查询服务，并定制存储功能。
skydns/server/server.go
skydns/server/backend.go
● kubedns实现——etcd替换
在服务发现的流程中，主要用到了Records这个方法，下面我们就来看看K8S是如何实现这个方法。
主要步骤是先将域名按“.”拆分，并将各部分颠倒顺序生成一个path数组。调用getRecordsForPath方法获取DNS记录并返回。
kubernetes/pkg/dns/dns.go
getRecordsForPath会调用cache的相关方法。这个cache会被初始化为一个TreeCache结构，定义如下：
kubernetes/pkg/dns/dns.go
kubernetes/pkg/dns/treecache.go
如下图所示，TreeCache的结构类似于目录树。从根节点到叶子节点的每个路径与一个域名是相对应的，顺序是颠倒的。它的叶子节点只包含Entries，非叶子节点只包含ChildNodes。叶子节点中保存的就是SkyDNS定义的msg.Service结构，可以理解为DNS记录。
在Records接口方法实现中，只需根据域名查找到对应的叶子节点，并返回叶子节点中保存的所有msg.Service数据。K8S就是通过这样的一个数据结构来保存DNS记录的，并替换了Etcd。
● kubedns实现——监视Service
最后我们来看一下监视Service资源的相关代码。如下图所示，这里使用了k8s.io/kubernetes/pkg/client/cache包的NewInformer方法，这个方法在K8S源码里会经常看到。其参数为：
● 第一个参数需要传入ListWatch结构，它定义了List和Watch操作步骤。kd.kubeClient结构可以用来访问K8S API，从代码中可以看出分别访问了List和Watch API
● 第二个参数为监视的资源类型，代码中指定了Service资源
● 第三个参数为List操作的执行间隔。Watch操作是通知机制，只要监视的资源发送变化
就会调用对应的回调函数。List操作会获取最新的全量资源与本地状态进行比较来产生通知，可以避免网络原因导致的Watch丢失通知的情况。List操作代价较高，因此需要通过第三个参数来设置其执行间隔。
● 最后一个参数用来设置处理事件的回调。
kubernetes/pkg/dns/dns.go
下面我们以新增Service事件的处理流程为例来简单了解一下事件处理的代码。
在创建一个K8S Service资源后，newService方法最终会调用newPortalService方法，其代码如下。getSkyMsg函数会将Service的ClusterIP保存到msg.Service结构中并返回，对应recordValue。recordLabel可以理解为一个摘要值，与ClusterIP是一一对应的，它将作为TreeCache叶子节点的key。
最后根据Service信息找到对应的树枝（如不存在会构建），并设置叶子节点。这样一个新建的Service对应的DNS记录就保存到kubedns中了。
kubernetes/pkg/dns/dns.go
Kubedns容器的主要原理已经讲解完了，下面我们简要介绍一下其他两个容器。
● dnsmasq简介
● Dnsmasq是一款小巧的DNS配置工具
● 在kube-dns插件中的作用：
● 通过kubedns容器获取DNS规则，在集群中提供DNS查询服务
● 提供DNS缓存，提高查询性能
● 降低kubedns容器的压力、提高稳定性
● Dockerfile在GitHub上Kubernetes组织的contrib仓库中，位于dnsmasq目录下。
● 在kube-dns插件的编排文件中可以看到，dnsmasq通过参数--server=127.0.0.1#10053指定upstream为kubedns。
● exechealthz简介
● 在kube-dns插件中提供健康检查功能
● 源码同样在contrib仓库中，位于exec-healthz目录下。
● 新版中会对两个容器都进行健康检查，更加完善。
总结1.4版本kube-dns插件的三个容器的功能如下：
● kubedns容器
● 监视k8s Service资源并更新DNS记录
● 替换etcd，使用TreeCache数据结构保存DNS记录并实现SkyDNS的Backend接口
● 接入SkyDNS，对dnsmasq提供DNS查询服务
● dnsmasq容器
● 对集群提供DNS查询服务
● 设置kubedns为upstream
● 提供DNS缓存，降低kubedns负载，提高性能
● exechealthz容器
● 定期检查kubedns和dnsmasq的健康状态
● 为k8s活性检测提供HTTP API
相比于1.2版本，个人认为有了如下改进：
● 无状态服务。1.2版本中，需要将Etcd的数据Volume出来才能保证Etcd容器重启之后数据不会丢失，服务可以快速恢复。新版本中作为无状态服务出现，通过增加冗余来提高可靠性。即使kubedns容器重启，dnsmasq缓存机制也可以保证服务的可用性。
● 优化查询效率。SkyDNS直接从内存中获取DNS记录。
● 完善健康检查。1.2版本中只对kube2sky设置了健康检查。
除了改进之外，还有一点不足，也是大家比较担心的 「 内存占用 」。目前在kube-dns编排文件中默认设置了内存限制为170M，在注释中可以看出这一数字并未在大规模集群中验证。不过相信不久的将来我们就能看到这一验证结果。
Tips ：直播在哪里？嘘，悄悄告诉你，点击http://t.cn/RVRITb3 即可查看直播回放！
扫描上方二维码。阅读更多优质文章。
文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。
转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/32513.html
摘要：前言我是，如果你还不认识我，不妨先看看技术的前世今生一平静的生活已经有一段日子了。传送门技术的前世今生一技术的前世今生三 前言：我是JavaScript，如果你还不认识我，不妨先看看《Web技术的前世今生（一）》 平静的生活已经有一段日子了。 这一天，HTML大哥面露不悦地走过来问我： Js，你是打算和我们分家吗？ 大哥，您这说的哪里话，我什么地方做的不对么？我一脸茫然地回答道。 哼，...
摘要：前言我是，如果你还不认识我，不妨先看看技术的前世今生一平静的生活已经有一段日子了。传送门技术的前世今生一技术的前世今生三 前言：我是JavaScript，如果你还不认识我，不妨先看看《Web技术的前世今生（一）》 平静的生活已经有一段日子了。 这一天，HTML大哥面露不悦地走过来问我： Js，你是打算和我们分家吗？ 大哥，您这说的哪里话，我什么地方做的不对么？我一脸茫然地回答道。 哼，...
摘要：前言我是，如果你还不认识我，不妨先看看技术的前世今生一平静的生活已经有一段日子了。传送门技术的前世今生一技术的前世今生三 前言：我是JavaScript，如果你还不认识我，不妨先看看《Web技术的前世今生（一）》 平静的生活已经有一段日子了。 这一天，HTML大哥面露不悦地走过来问我： Js，你是打算和我们分家吗？ 大哥，您这说的哪里话，我什么地方做的不对么？我一脸茫然地回答道。 哼，...
摘要：原文链接版本之前世今生最全篇语言语言是博士在创建年，被命名为提出了愿景公开版本个包文件，的类文件第一个版本发布在定义为代表技术虚拟机版本发布时间代表技术文件格式内部类反射版本发布时间从开始以后的版本定义为扩展到个包个类版本名称为区分企业平 原文链接：Java版本之前世今生-最全篇 1.Oak 语言 Oak 语言是James Gosling 博士在1991创建 2.JDK Beta 1...
摘要：前言我是，如果你还不认识我，不妨先看看技术的前世今生一，以及技术的前世今生二前面我提过，我的大哥有一个叫的死党，这家伙有事没事经常上我们家串门。时间来到了年，在那前后发生了两件事让我印象深刻。传送门技术的前世今生一技术的前世今生二 前言：我是JavaScript，如果你还不认识我，不妨先看看《Web技术的前世今生（一）》，以及《Web技术的前世今生（二）》 前面我提过，我的大哥HTML...
阅读 2662·2023-04-26 02:44
阅读 8385·2021-11-22 14:44
阅读 2122·2021-09-27 13:36
阅读 2476·2021-09-08 10:43
阅读 678·2019-08-30 15:56
阅读 1394·2019-08-30 15:55
阅读 2889·2019-08-28 18:12
阅读 2829·2019-08-26 13:50
