Polaris-Sidecar：更低成本的內網 DNS 實現

導語

PolarisMesh 是騰訊開源的百萬級服務發現和治理中心，積累了騰訊從虛擬機到容器時代的分佈式服務治理經驗。作爲分佈式和微服務架構中的核心組件，PolarisMesh 提供服務尋址、流量調度、故障容錯和訪問控制等一系列能力，在 K8s 和虛擬機環境中可以無差別使用，支持主流的開發模式，兼容 grpc、spring cloud 和 servicemesh 等開源生態，幫助用戶快速構建擴展性強、可用性高的業務架構，實現從傳統架構到雲原生架構的轉型。

內網尋址存在的問題

當某個服務下部署了多個應用程序副本時，一個請求如何發送給某一副本上進行處理呢？當應用部署於 kubernetes 時，請求流量先經過 Service，再由 Service 將流量轉發至某一個 Pod 進行處理；而應用部署在 VM 或者物理機時，會額外部署一個用於流量轉發的組件，請求將先經過該組件，再由該組件將流量轉發至某一臺機器進行請求處理。

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上述請求調用的方式，都是將所有的流量通過 LVS 等四層負載均衡組件進行轉發，即某個服務下的所有服務實例都掛載到一個 VIP（Virtual IP）下，所有的請求都先經過此 VIP，再由 VIP 轉發，但是這種方式使用起來會遇到以下幾個明顯的問題：

如果要解決 VIP 所帶來的問題，那麼通用的解決方式，就是去除負載均衡組件到業務進程這一跳的網絡請求鏈路，直接將主調方的請求流量發送至對應業務進程進行處理。這種思路存在兩種解決方案。

  1. 侵入式方案：主動獲取被調方地址。主調方發起請求前先通過 SDK 的形式，發起請求前需調用 SDK 的獲取服務地址的方法，在獲取某服務下業務進程的的 IP 地址信息後向被調方發起請求。該方案需要將服務發現 SDK 與業務框架進行集成。

  2. 無侵入式方案：被動獲取被調方地址。該方案最典型的就是 DNS 協議。主調方僅需要記錄被調方的域名信息，通過 DNS 的形式，獲取域名下的所有服務地址信息，隨機選取一個向被調方發起請求。該方案無需將服務發現 SDK 與業務框架進行集成。

在上文提到的 filebeat 上報 ES、組件 Proxy 統一接入地址、數據庫主備節點統一接入地址等幾個場景中，由於涉及到開源及第三方組件，這些組件無法通過改造的方式集成註冊中心 SDK，因此無法實施侵入式方案，只能通過無侵入式的方案來解決，下面我們看看如何實現無侵入的內網 DNS 方案。

如何實現無侵入的內網 DNS

上述所提到的內網 DNS 方案，主要有集中式和分佈式兩種實現方式，北極星對這兩種方式均提供支持。下面向大家分享在前期北極星對於這兩種方案的設計思考。

集中式 DNS

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集中式 DNS 模式，需要北極星服務端實現 DNS 協議，然後需要修改業務進程所在環境的 / etc/resolv.conf 配置，將北極星服務端所在 IP 作爲第一個 nameserver 地址即可，這樣業務進程所有的 DNS 請求都將發往北極星服務端，北極星服務端會根據域名解析出對應的服務以及命名空間，將相關實例地址信息數據進行 DNS 回包。

可見，在時間驅動型場景中，相比執行內容而言，業務更關注的任務是定時執行還是週期執行、執行具體時間點準確性、週期頻率的長短等時間因素。

分佈式 DNS

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分佈式 DNS 模式，則是通過在業務進程所在環境運行 polaris-sidecar 進程，然後需要修改業務進程所在環境的 / etc/resolv.conf 配置，將 127.0.0.1 所在 IP 作爲第一個 nameserver 地址，這樣業務的 DNS 請求將全部由 polaris-sidecar 進程代爲處理，polaris-sidecar 在將自身緩存的服務地址列表進行 DNS 回包。polaris-sidecar 自身的服務地址信息緩存會定時和北極星服務端進行同步，從而拉取服務的最新實例地址列表。

北極星的選擇：分佈式 DNS

這裏再給出一個北極星對於集中式 DNS 與分佈式 DNS，在能力支持上的對比表格：

集中式 DNS：DNS 請求只能攜帶域名名稱信息，提供的數據信息非常有限，北極星在此基礎上只能做到服務發現，無法滿足用戶就近路由、分區路由等服務治理的需求。

分佈式 DNS：由於 polaris-sidecar 與業務進程在同一部署環境下，因此可以將一些靜態信息注入爲環境變量，polaris-sidecar 會將這些環境變量信息作爲服務治理所需要的數據，每次處理 DNS 請求時可以通過這些靜態標籤執行相應的服務治理流程；因此相比集中式 DNS 服務發現，分佈式 DNS 方案可以享受到更多的北極星服務治理能力。

選型依據：北極星服務端插件化的設計，要支持集中式 DNS 的方案十分便捷，僅需要在北極星服務端接入層中添加一個 DNS 協議的接入插件即可。但是北極星定位是一個服務治理中心，因此北極星在支持 DNS 協議的服務發現基礎之上，同時還希望能將治理能力帶入到 DNS 協議中，因此，最終北極星採用分佈式 DNS 方案實現內網 DNS 尋址的能力。

後續規劃

如何使用 Polaris

參考文檔

https://github.com/polarismesh/polaris-sidecar/blob/main/README.md

項目鏈接

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