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K8s CoreDNS 核心知识点总结

news 来源：原创 2025/6/21 20:18:56

文章目录

    • 一、章节介绍
      • 背景与主旨
      • 核心知识点及面试频率
    • 二、知识点详解
      • 1. CoreDNS 概述
      • 2. 工作原理（高频考点）
        • 服务发现流程
      • 3. 配置与插件系统（高频考点）
        • 核心配置文件：Corefile
        • 常用插件
      • 4. Pod DNS策略（中频考点）
    • 三、章节总结
    • 四、知识点补充
      • 1. 相关扩展知识点
      • 2. 最佳实践：生产环境CoreDNS配置优化
        • 高可用性部署
        • 监控与日志
        • 外部域名解析优化
      • 3. 编程思想指导
    • 五、程序员面试题
      • 1. 简单题
      • 2. 中等难度题
      • 3. 高难度题

一、章节介绍

背景与主旨

Kubernetes（K8s）集群中，服务间通信依赖高效的DNS服务实现服务发现。CoreDNS作为K8s 1.11+版本的默认DNS解决方案，取代了早期的kube-dns，提供高性能、可扩展的集群内DNS解析能力。本章节围绕CoreDNS的核心概念、工作原理、配置方法及实际应用展开，帮助开发者掌握其在服务发现、负载均衡中的关键作用，满足生产环境部署和面试准备需求。

核心知识点及面试频率

知识点面试频率核心内容概括
CoreDNS 概述中开源DNS服务器，Go语言开发，插件化架构，K8s默认DNS方案
工作原理高服务发现流程、查询处理逻辑、负载均衡实现
配置与插件系统高Corefile配置语法、常用插件功能（如kubernetes、forward）
Pod DNS策略中Default/ClusterFirst/ClusterFirstWithHostNet/None策略对比
服务发现与负载均衡高通过DNS名称解析后端Pod IP，支持轮询等负载均衡策略

二、知识点详解

1. CoreDNS 概述

  • 定位：K8s集群内置DNS服务，负责处理集群内域名解析，实现服务发现和流量调度。
  • 技术特性：
    • 高性能：Go语言编写，轻量高效，资源占用低。
    • 插件化架构：通过插件扩展功能，支持灵活定制DNS行为（如缓存、转发、健康检查）。
    • 兼容性：1.11+版本默认集成，替代kube-dns，无缝对接K8s API。

2. 工作原理（高频考点）

服务发现流程
  1. 请求发起：Pod通过服务域名（如my-service.default.svc.cluster.local）发起DNS查询。
  2. 查询处理：
    • CoreDNS解析域名中的服务名（my-service）、命名空间（default）和集群域（svc.cluster.local）。
    • 通过K8s API获取对应Service的Endpoint列表（包含后端Pod IP）。
  3. 响应构造：
    • 返回包含Service的Cluster IP（集群内虚拟IP）或Pod IP的DNS记录。
    • 支持A记录（IP地址）、SRV记录（服务端口）等类型。
  4. 负载均衡：
    • 内置loadbalance插件，默认采用轮询策略分配流量到后端Pod。
    • 支持基于权重、优先级的高级负载均衡策略（需配置插件）。

3. 配置与插件系统（高频考点）

核心配置文件：Corefile
.:53 {  # 监听所有接口的53端口kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {  # kubernetes插件，解析集群内域名fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa  # 未匹配的请求透传ttl 30  # DNS记录缓存时间}forward . /etc/resolv.conf  # forward插件，转发外部域名查询到宿主机DNScache 30  # cache插件，启用查询缓存，有效期30秒prometheus :9153  # prometheus插件，暴露监控指标health  # health插件，提供健康检查端点
}
常用插件
插件名功能描述应用场景
kubernetes从K8s API获取服务和Pod信息集群内服务发现核心插件
forward转发外部域名查询到上游DNS服务器解析集群外域名（如公网域名）
cache缓存DNS查询结果减少API调用，提升解析性能
loadbalance实现DNS层负载均衡流量均匀分配到后端Pod
prometheus导出性能指标（如QPS、延迟）配合Prometheus监控CoreDNS运行状态

4. Pod DNS策略（中频考点）

策略解析逻辑适用场景
Default继承宿主机/etc/resolv.conf配置需复用宿主机DNS配置的传统应用容器
ClusterFirst优先使用CoreDNS解析集群内域名，外部域名转发到宿主机DNS大多数K8s原生应用（默认策略）
ClusterFirstWithHostNet与ClusterFirst相同，但适用于hostNetwork模式PodPod使用宿主机网络命名空间时
None完全禁用K8s DNS配置，通过spec.dnsConfig自定义需严格控制DNS解析的特殊场景

配置示例：

spec:dnsPolicy: ClusterFirstdnsConfig:  # 自定义DNS配置（仅None策略生效）nameservers: ["192.168.1.1"]searches: ["my-domain.local"]

三、章节总结

CoreDNS是K8s服务发现的核心组件，通过插件化设计实现灵活扩展，支持集群内域名解析、负载均衡和外部域名转发。关键知识点包括：

  1. 核心作用：替代kube-dns，提供高性能DNS解析和服务发现。
  2. 工作流程：基于K8s API获取服务端点，构造DNS响应并支持负载均衡。
  3. 配置核心：通过Corefile定义插件行为，常用插件包括kubernetes、forward、cache。
  4. 策略选择：根据Pod网络模式和需求选择合适的DNS策略（如ClusterFirst为默认最佳实践）。

四、知识点补充

1. 相关扩展知识点

  • K8s服务发现机制：除DNS外，还支持环境变量（如SERVICE_HOST），但DNS方式更灵活通用。
  • DNS解析优先级：集群内域名遵循固定格式（服务名.命名空间.svc.cluster.local），解析优先级高于外部域名。
  • 插件开发：CoreDNS支持自定义插件，开发者可基于Go语言扩展功能（如自定义负载均衡算法）。
  • 性能优化：通过cache插件减少API调用，结合health插件实现端点健康检查，避免转发请求到故障Pod。
  • 与其他DNS对比：相比kube-dns，CoreDNS内存占用降低50%+，支持热更新配置，无需重启服务。

2. 最佳实践：生产环境CoreDNS配置优化

高可用性部署
  • 部署多个CoreDNS副本，通过K8s Deployment管理，避免单点故障。
  • 配合kube-dns服务的Cluster IP（默认10.96.0.10）实现客户端负载均衡。
监控与日志
  • 启用prometheus插件，采集coredns_requests_total（请求总数）、coredns_cache_hits（缓存命中率）等指标。
  • 通过K8s日志系统（如EFK栈）收集CoreDNS日志，监控解析失败率（response_code != 0）。
外部域名解析优化
.:53 {kubernetes cluster.local {fallthrough  # 未匹配的集群内域名透传}forward . 114.114.114.114 8.8.8.8 {  # 转发外部域名到公共DNSpolicy sequential  # 按顺序尝试上游DNS，提高解析成功率}cache 60  # 延长外部域名缓存时间，减少公网请求log  # 记录详细查询日志（生产环境建议分级开启）
}

3. 编程思想指导

  • 模块化设计：CoreDNS的插件架构体现"单一职责原则"，每个插件专注特定功能（如解析、转发、监控），可独立扩展。
  • 接口抽象：通过定义统一的Plugin接口，支持不同插件无缝集成，降低系统耦合度（类似K8s控制器模式）。
  • 性能优先：Go语言的并发模型（Goroutine）和零拷贝技术优化I/O性能，启示在分布式系统中需关注资源效率。
  • 可观测性：内置Prometheus监控和日志系统，实践中需为核心组件设计完善的指标体系，便于故障排查和容量规划。

五、程序员面试题

1. 简单题

问题：CoreDNS在K8s中的主要作用是什么？
答案：
CoreDNS是K8s集群的默认DNS服务，主要作用包括：

  • 提供服务发现能力，通过域名解析获取Service对应的Pod IP。
  • 实现负载均衡，将流量分发到后端多个Pod。
  • 支持灵活配置和扩展，通过插件系统集成K8s API、缓存、监控等功能。

2. 中等难度题

问题1：简述CoreDNS的工作流程，当Pod访问my-service.default时，解析过程如何进行？
答案：

  1. Pod发送DNS查询到CoreDNS（默认IP 10.96.0.10）。
  2. CoreDNS解析域名为my-service.default.svc.cluster.local（补充默认后缀）。
  3. 通过K8s API查询default命名空间下的my-service服务，获取其Endpoint对应的Pod IP列表。
  4. 构造包含Pod IP的DNS响应，返回给Pod，Pod通过IP访问目标服务。

问题2：CoreDNS的Corefile中，kubernetes插件和forward插件的作用分别是什么？
答案：

  • kubernetes插件：连接K8s API，解析集群内服务域名（以cluster.local结尾），返回Service或Pod的IP。
  • forward插件：将无法解析的外部域名转发到指定的上游DNS服务器（如宿主机/etc/resolv.conf或公共DNS）。

3. 高难度题

问题1：如何通过CoreDNS实现对后端Pod的健康检查？若某个Pod故障，流量如何处理？
答案：

  • 启用health插件，配置对Endpoint的健康检查：
    kubernetes cluster.local {health  # 自动检查Pod的就绪状态（Readiness Probe）
}
  • 当Pod故障时，K8s API会更新Endpoint列表，CoreDNS从API获取最新状态，自动剔除未就绪的Pod IP，避免流量转发到故障实例。

问题2：在微服务架构中，如何利用CoreDNS的负载均衡插件实现加权轮询策略？
答案：

  1. 确保loadbalance插件已启用（默认包含在CoreDNS镜像中）。
  2. 在Corefile中为服务配置权重：
    my-service.default.svc.cluster.local {loadbalance {policy round_robin_weighted  # 启用加权轮询endpoint 10.0.0.1 weight 2  # 权重为2endpoint 10.0.0.2 weight 1  # 权重为1}
}
  3. CoreDNS根据权重比例分配流量（如上述配置中，10.0.0.1获得2/3流量，10.0.0.2获得1/3流量）。

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编程日记 2025/6/3 13:51:37

2025年山东省数学建模F题思路

2025年山东省数学建模F题思路 一、问题背景 在现代金融市场中&#xff0c;资产价格波动呈现出非线性、高噪声、强跨市场联动性等复杂动态特征。例如&#xff0c;2020年新冠疫情期间&#xff0c;美股数次熔断事件引发全球股市剧烈震荡&#xff1b;而2023年美元加息周期&#x…...

编程日记 2025/5/28 14:37:23

C++核心编程--3 函数提高

函数的一些高级用法。 3.1 函数形参默认值 C中&#xff0c;函数的形参可以有默认值&#xff0c;调用函数时&#xff0c;未进行赋值的形参会使用默认值 void func(int f_var1 10, int f_var2 20); // 声明 ​ void func(int f_var1, int f_var2) // 定义 {std::cout <&l…...

编程日记 2025/6/1 18:38:08

AI Agent开发第67课-彻底消除RAG知识库幻觉(1)-文档分块全技巧

开篇 在上篇《AI Agent开发第66课-彻底消除RAG知识库幻觉-带推理的RAG》放出后，网友们反响很大。有得告诉我：原来还有Rewrite这么一招？早知道这一招很多之前的一些遗留问题都能解决了。不过在上一篇结尾我已经提到了，要真正解决一个AI Agent在响应时产生的幻觉我们用提示语…...

编程日记 2025/6/1 15:46:48

c++多态面试题之（析构函数与虚函数）

有以下问题展开 析构函数要不要定义成虚函数&#xff1f;基类的析构函数要不要定义成虚函数&#xff1f;如果不定义会有什么问题&#xff0c;定义了在什么场景下起作用。 1. 基类析构函数何时必须定义为虚函数&#xff1f; 当且仅当通过基类指针&#xff08;或引用&#xff09;…...

编程日记 2025/5/29 13:12:18

buildroot使用外部编译链编译bluez蓝牙工具

buildroot使用外部编译链编译bluez蓝牙工具 主要参见这个csdn buildroot使用外部编译链编译bluez蓝牙工具_bluez编译-CSDN博客 设置交叉编译工具路径时&#xff0c;设置到bin目录之前 如果menuconfig不能改路径&#xff0c;就去 .config下去改 这样才能编译过...

编程日记 2025/5/26 7:39:36

自定义类型：结构体

1.结构体类型的声明 1.1.1结构的声明 struct tag {member-list; }variable-list; 描述一个学生&#xff1a;只包含了学生的名字、年龄、性别、学号 struct Stu {char name[20];//名字int age;//年龄char sex[5];//性别char id[20];//学号 }; 1.1.2 结构体变量的创建和初始…...

编程日记 2025/6/4 7:47:01

以项目的方式学QT开发C++（一）——超详细讲解（120000多字详细讲解，涵盖qt大量知识）逐步更新！

以项目的方式学QT开发 以项目的方式学QT开发 P1 QT介绍 1.1 QT简介 1.2 QT安装 1.2.1 Windows QT安装 1.2.2 QT Creator 使用基本介绍 P2 C基础 2.1 命名空间 2.1.1 命名空间作用 2.1.2 自定义命名空间 2.2 从C语言快速入门 2.2.1 输入输出 2.2.2 基…...

编程日记 2025/5/30 17:13:50

Spring框架的事务管理

引言 在企业级应用开发中&#xff0c;事务管理是一个至关重要的环节&#xff0c;它确保了数据的一致性和完整性。Spring 框架为我们提供了强大而灵活的事务管理功能&#xff0c;能够帮助开发者更轻松地处理复杂的事务场景。本文将深入探讨 Spring 框架的事务管理&#xff0c;包…...

编程日记 2025/5/27 15:29:23