Настроить NodeLocal DNS Cache в кластере Managed Kubernetes

Чтобы снизить нагрузку на DNS в кластере Managed Kubernetes и ускорить получение ответа от внешних и внутренних ресурсов, вы можете использовать NodeLocal DNS Cache.

NodeLocal DNS Cache — это механизм кэширования DNS-запросов, который работает на всех нодах Managed Kubernetes и предоставляет локальный кэш для резолвера DNS. Когда поды пользователя отправляют запросы, они сначала проходят через локальный кэш DNS. Если эти запросы совпадают с ранее сохраненными записями, то удается избежать дополнительных запросов к внешнему DNS-серверу. Это позволяет сократить время обработки DNS-запросов и сэкономить сетевой трафик в кластере.

Подробнее о NodeLocal DNS Cache в документации Kubernetes.

Настройте NodeLocal DNS Cache.
Проверьте работу NodeLocal DNS Cache.

Настроить NodeLocal DNS Cache

Создайте yaml-файл nodelocaldns.yamlс манифестом:

Файл nodelocaldns.yaml

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: node-local-dns
  namespace: kube-system
  labels:
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-dns-upstream
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
    kubernetes.io/name: "KubeDNSUpstream"
spec:
  ports:
  - name: dns
    port: 53
    protocol: UDP
    targetPort: 53
  - name: dns-tcp
    port: 53
    protocol: TCP
    targetPort: 53
  selector:
    k8s-app: kube-dns
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: node-local-dns
  namespace: kube-system
  labels:
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
data:
  Corefile: |
    cluster.local:53 {
        errors
        cache {
                success 9984 30
                denial 9984 5
        }
        reload
        loop
        bind 169.254.20.25 10.96.0.10
        forward . __PILLAR__CLUSTER__DNS__ {
                force_tcp
        }
        prometheus :9253
        health 169.254.20.25:8080
        }
    in-addr.arpa:53 {
        errors
        cache 30
        reload
        loop
        bind 169.254.20.25 10.96.0.10
        forward . __PILLAR__CLUSTER__DNS__ {
                force_tcp
        }
        prometheus :9253
        }
    ip6.arpa:53 {
        errors
        cache 30
        reload
        loop
        bind 169.254.20.25 10.96.0.10
        forward . __PILLAR__CLUSTER__DNS__ {
                force_tcp
        }
        prometheus :9253
        }
    .:53 {
        errors
        cache 30
        reload
        loop
        bind 169.254.20.25 10.96.0.10
        forward . __PILLAR__UPSTREAM__SERVERS__
        prometheus :9253
        }
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: node-local-dns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
spec:
  updateStrategy:
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 10%
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns
      annotations:
        prometheus.io/port: "9253"
        prometheus.io/scrape: "true"
    spec:
      priorityClassName: system-node-critical
      serviceAccountName: node-local-dns
      hostNetwork: true
      dnsPolicy: Default  # Do not use cluster DNS.
      tolerations:
      - key: "CriticalAddonsOnly"
        operator: "Exists"
      - effect: "NoExecute"
        operator: "Exists"
      - effect: "NoSchedule"
        operator: "Exists"
      containers:
      - name: node-cache
        image: registry.k8s.io/dns/k8s-dns-node-cache:1.22.20
        resources:
          requests:
            cpu: 25m
            memory: 5Mi
        args: [ "-localip", "169.254.20.25,10.96.0.10", "-conf", "/etc/Corefile", "-upstreamsvc", "kube-dns-upstream" ]
        securityContext:
          capabilities:
            add:
            - NET_ADMIN
        ports:
        - containerPort: 53
          name: dns
          protocol: UDP
        - containerPort: 53
          name: dns-tcp
          protocol: TCP
        - containerPort: 9253
          name: metrics
          protocol: TCP
        livenessProbe:
          httpGet:
            host: 169.254.20.25
            path: /health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 60
          timeoutSeconds: 5
        volumeMounts:
        - mountPath: /run/xtables.lock
          name: xtables-lock
          readOnly: false
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/coredns
        - name: kube-dns-config
          mountPath: /etc/kube-dns
      volumes:
      - name: xtables-lock
        hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate
      - name: kube-dns-config
        configMap:
          name: kube-dns
          optional: true
      - name: config-volume
        configMap:
          name: node-local-dns
          items:
            - key: Corefile
              path: Corefile.base

Примените манифест:

kubectl create -f nodelocaldns.yaml

В ответе появится список созданных объектов:

serviceaccount/node-local-dns created
service/kube-dns-upstream created
configmap/node-local-dns created
daemonset.apps/node-local-dns created

Проверить работу NodeLocal DNS Cache

Включите режим логирования для подов NodeLocal DNS. В манифесте nodelocaldns.yaml, в объект ConfigMap добавьте строку log:

data:
  Corefile: |
      cluster.local:53 {
        log
        errors
        cache {
                success 9984 30
                denial 9984 5
        }

Примените манифест:
```
kubectl apply -f nodelocaldns.yaml
```
Запустите под с утилитами для проверки DNS:
```
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/dns/dnsutils.yaml
```
В ответе появится подтверждение, что под создан:
```
pod/dnsutils created
```
Убедитесь, что под в статусе Running:
```
kubectl get pods dnsutils
```
Подключитесь к поду:
```
kubectl exec -i -t dnsutils -- bash
```

Выполните тестовый запрос о домене к DNS-серверу:

dig @169.254.20.25 selectel.ru

Ответ покажет, что запрос успешно выполняется:

;; ANSWER SECTION:
selectel.ru.            30      IN      A       85.119.149.3

;; Query time: 437 msec
;; SERVER: 169.254.20.25#53(169.254.20.25)
;; WHEN: Wed Sep 20 15:43:46 UTC 2023
;; MSG SIZE  rcvd: 67

Проверьте логи:

kubectl logs --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns -f

В ответе DNS-записи A и AAAA с кодом NOERROR:

[INFO] 10.10.71.3:45929 - 55864 "A IN ru-2.cloud.api.selcloud.ru.kube-system.svc.cluster.local. udp 85 false 1232" NOERROR qr,aa,rd,ra 212 3.975488442s
[INFO] 10.10.71.3:36099 - 21119 "AAAA IN ru-2.cloud.api.selcloud.ru.kube-system.svc.cluster.local. udp 85 false 1232" NOERROR qr,aa,rd 74 3.976010334s