理解 DNS

Istio 以不同的方式与 DNS 交互，这可能会让人感到困惑。本文档深入介绍了 Istio 和 DNS 的交互方式。

本文档描述了底层实施细节。要了解更高层次的概述， 请查看流量管理概念或 任务页面。

请求过程

下面我们将以一个应用程序运行 curl example.com 为例来看一个请求的全过程。 这里的 curl 请求过程适用于几乎所有客户端。

当您向一个域名发送请求时，客户端会进行 DNS 解析，将其解析为一个 IP 地址。 不管 Istio 如何设置，这都会发生，因为 Istio 只是拦截网络流量； 它不能改变应用程序的行为或决定是否发送 DNS 请求。在下面的例子中， example.com 被解析为 192.0.2.0。

  1. $ curl example.com -v
  2. *   Trying 192.0.2.0:80...

接下来，该请求将被 Istio 拦截。这时，Istio 将看到主机名（来自 Host: example.com 头）和目标地址（192.0.2.0:80）。Istio 使用这些信息来确定预定目的地。 理解流量路由对这种行为的工作原理进行了深入探讨。

如果客户端无法解析 DNS 请求，在 Istio 收到请求之前就会终止。 这意味着，即使一个请求发送到一个 Istio 已知的主机名（例如，通过 ServiceEntry 配置），但是无法通过 DNS 解析，该请求也会失败。 不过 Istio 的 DNS 代理可以改变这种行为。

一旦 Istio 确定了预期的目的地，它必须选择要发送到的地址。由于 Istio 的高级负载均衡能力， 这个地址往往不是客户端发送的原始 IP 地址。根据服务配置的不同，Istio 有几种不同的方式来实现：

  • 使用客户端的原始 IP 地址（上例中为 192.0.2.0）。 这种情况适用于 resolution: NONE 类型的 ServiceEntry 和无头服务。
  • 在一组静态 IP 地址上进行负载均衡。这种情况适用于 resolution: STATIC 类型的 ServiceEntry，这将使用 spec.endpoints 中的所有地址， 或者对于标准 Services 将使用其所有 Endpoints 地址。
  • 使用 DNS 定期解析地址，并在所有结果中进行负载均衡。这种情况适用于 resolution: DNS 类型的 ServiceEntry。

请注意，在任何情况下，Istio 代理内部的 DNS 解析与用户应用程序中的 DNS 解析是正交（orthogonal）的。即使客户端进行了 DNS 解析， 代理也可能忽略已解析的 IP 地址，而使用自己的地址，这些地址可能来自静态的 IP 列表或通过代理的 DNS 解析（可能是同一主机名或不同的主机名）。

代理 DNS 解析

与大多数客户端在请求时按需执行 DNS 请求（然后通常缓存结果）不同， Istio 代理从不执行同步 DNS 请求。配置 resolution: DNS 类型的 ServiceEntry 后，代理将定期解析配置的主机名并将其用于所有请求。 此时间间隔由 DNS 响应的 TTL 确定。即使代理从未向这些应用程序发送任何请求，该情况也会发生。

对于具有许多代理或许多 resolution: DNS 类型 ServiceEntry 的网格而言，尤其是在使用较低 TTL 时，可能会导致 DNS 服务器的负载很高。 在这些情况下，以下行为有助于减轻负载：

  • 将 ServiceEntries 切换为 resolution: NONE 类型以完全避免代理 DNS 查找， 这适用于许多使用场景。
  • 如果您可以控制正在解析的域，请适当增加它们的 TTL。
  • 如果您的 ServiceEntry 只有少量工作负载，请使用 exportTo 或 Sidecar 限制其范围。

DNS 代理

Istio 提供了代理 DNS 请求的功能。 这允许 Istio 捕获客户端发送的 DNS 请求并直接返回响应。这可以改善 DNS 延迟， 减少负载，并解决了 ServiceEntries 无法通过 kube-dns 解析的问题。

请注意，此代理仅适用于用户应用程序发送的 DNS 请求；当使用 resolution: DNS 类型的 ServiceEntries 时，DNS 代理对 Istio 代理的 DNS 解析没有影响。