CoreDNS是Kubernetes集群中负责DNS解析的组件，能够支持解析集群内部自定义服务域名和集群外部域名。CoreDNS具备丰富的插件集，在集群层面支持自建DNS、自定义hosts、CNAME、rewrite等需求。Kubernetes集群中默认部署形态在DNS QPS较高场景下，可能会出现解析压力，导致部分查询失败。本文介绍如何优化集群DNS性能。
背景信息
有关CoreDNS的更多信息，请参见CoreDNS。
合理调整集群CoreDNS副本数
调整CoreDNS副本数与集群节点数到合适比率有助于提升集群服务发现的性能，该比值推荐为1:8，即一个CoreDNS Pod支撑8个集群节点。
- 当集群节点无需大规模扩缩容时，执行以下命令调整目标副本数到目标值。
kubectl scale --replicas={target} deployment/coredns -n kube-system说明 将目标副本数{target}设置成目标值。 - 集群节点需要大规模扩缩容时，推荐部署以下YAML模板，使用集群水平伸缩器cluster-proportional-autoscaler动态调整副本数量。不建议使用针对QPS、CPU或MEM指标的水平伸缩器，实测效果较差。
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: dns-autoscaler namespace: kube-system labels: k8s-app: dns-autoscaler spec: selector: matchLabels: k8s-app: dns-autoscaler template: metadata: labels: k8s-app: dns-autoscaler spec: serviceAccountName: admin containers: - name: autoscaler image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ringtail/cluster-proportional-autoscaler-amd64:v1.3.0 resources: requests: cpu: "200m" memory: "150Mi" command: - /cluster-proportional-autoscaler - --namespace=kube-system - --configmap=dns-autoscaler - --target=Deployment/coredns - --default-params={"linear":{"coresPerReplica":64,"nodesPerReplica":8,"min":2,"max":100,"preventSinglePointFailure":true}} - --logtostderr=true - --v=2说明 上述使用线程伸缩策略中，CoreDNS副本数的计算公式为replicas = max (ceil (cores × 1/coresPerReplica), ceil (nodes × 1/nodesPerReplica) )，且CoreDNS副本数受到max，min限制。线程伸缩策略参数如下。
{ "coresPerReplica": 64, "nodesPerReplica": 8, "min": 2, "max": 100, "preventSinglePointFailure": true }
使用Autopath插件
在您使用Autopath插件前，需了解Pod的四种DNS策略：
- Default : Pod直接继承Node节点的域名解析配置。在ACK集群即直接使用ECS的/etc/resolv.conf文件，文件内配置的是阿里云DNS服务。
- ClusterFirst：通过CoreDNS来做集群内外部域名的服务发现，Pod内/etc/resolv.conf配置的DNS服务地址是集群DNS服务的地址kube-dns。
目前，在ClusterFirst模式下，2次（1次IPv4，1次IPv6）集群外部域名查询产生8次（4次IPv4，4次IPv6）查询请求。例如，解析www.aliyun.com域名，会先分别携带三个集群主域名后缀，产生六次无效查询请求，这样会导致集群DNS QPS放大三倍，影响性能。
2020-06-04T20:46:35.643+08:00 [INFO] 172.20.0.100:54153 - 63230 "AAAA IN www.aliyun.com.kube-system.svc.cluster.local. udp 62 false 512" NXDOMAIN qr,aa,rd 155 0.000282418s 2020-06-04T20:46:35.644+08:00 [INFO] 172.20.0.100:54153 - 62219 "A IN www.aliyun.com.kube-system.svc.cluster.local. udp 62 false 512" NXDOMAIN qr,aa,rd 155 0.000387552s 2020-06-04T20:46:35.644+08:00 [INFO] 172.20.0.100:33409 - 11389 "AAAA IN www.aliyun.com.svc.cluster.local. udp 50 false 512" NXDOMAIN qr,aa,rd 143 0.000264026s 2020-06-04T20:46:35.644+08:00 [INFO] 172.20.0.100:33409 - 10963 "A IN www.aliyun.com.svc.cluster.local. udp 50 false 512" NXDOMAIN qr,aa,rd 143 0.000334383s 2020-06-04T20:46:35.645+08:00 [INFO] 172.20.0.100:57153 - 2741 "AAAA IN www.aliyun.com.cluster.local. udp 46 false 512" NXDOMAIN qr,aa,rd 139 0.000200375s 2020-06-04T20:46:35.645+08:00 [INFO] 172.20.0.100:57153 - 2435 "A IN www.aliyun.com.cluster.local. udp 46 false 512" NXDOMAIN qr,aa,rd 139 0.000329507s 2020-06-04T20:46:35.646+08:00 [INFO] 172.20.0.100:48284 - 31225 "A IN www.aliyun.com. udp 32 false 512" NOERROR qr,aa,rd,ra 476 0.00070823s 2020-06-04T20:46:35.646+08:00 [INFO] 172.20.0.100:48284 - 31851 "AAAA IN www.aliyun.com. udp 32 false 512" NOERROR qr,aa,rd,ra 498 0.000925332s
- ClusterFirstWithHostNetwork：强制在hostNetWork网络模式下使用ClusterFirst策略（默认使用Default策略）。
- None：忽略集群DNS策略，需要用户提供dnsConfig字段来指定DNS配置信息。
Autopath会在第一次域名查询失败时切割域名后缀，尝试找到正确的域名，做到2次（1次IPv4，1次IPv6）域名查询获取到正确的解析结果。
注意
- 创建1.16版本的集群时已开启Autopath功能。低版本集群未开启该功能。
- Autopath插件会降低CoreDNS Pod的CPU使用率，但是会增加内存（实测1000节点，10000规模Pod占用不超过100 Mi）。
使用Autopath
参照以下模板，按照红框内容改动文件kube-system/configmap coredns。
使用节点级NodeLocal DNSCache
NodeLocal DNSCache以DaemonSet形式部署，会在Kubernetes集群的每个节点上运行一个专门处理DNS查询请求的Pod，该Pod会将集群内部域名查询请求发往CoreDNS，将集群外部请求直接发往外部域名解析服务器。同时能够缓存所有请求。可以被看作是节点级别的高效DNS缓存，能够大幅提高集群整体DNS查询的QPS。