在Kubernetes中部署无持久化Redis Cluster并实现Pod重启自动恢复

要解决Pod重启IP变化导致集群失效的问题，核心是用稳定的DNS名称代替IP来管理Redis节点，结合StatefulSet的固定DNS特性和Redis 6+的主机名公告功能，就能实现Pod重启后的自动恢复，完美适配EmptyDir无持久化的需求。

关键原理 #

1. Headless Service：为StatefulSet的每个Pod提供固定的DNS记录（比如redis-cluster-0.redis-headless.svc.cluster.local），不管Pod重启多少次，DNS名称始终指向当前Pod的新IP。
2. Redis 6+的cluster-announce-hostname：让Redis节点在集群中公告自己的主机名而非IP，其他节点通过主机名通信，IP变化完全不影响集群拓扑。
3. 智能启动脚本：处理Pod启动时的集群初始化、旧节点清理和新节点加入逻辑，适配EmptyDir重启数据丢失的特性。

具体实现步骤 #

1. 创建Headless Service #

这个服务专门为StatefulSet Pod提供稳定的DNS解析：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-headless
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    app: redis-cluster
  ports:
  - name: redis
    port: 6379
    targetPort: 6379
  - name: cluster-bus
    port: 16379
    targetPort: 16379

2. 编写初始化/启动脚本 #

创建一个ConfigMap存储启动脚本，处理集群初始化、节点加入和旧节点清理：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: redis-cluster-scripts
data:
  start-redis.sh: |
    #!/bin/bash
    set -eo pipefail

    # 获取当前Pod的DNS名称
    POD_NAME=$(hostname)
    DNS_NAME="${POD_NAME}.redis-headless.svc.cluster.local"
    CLUSTER_INIT_NODE="redis-cluster-0.redis-headless.svc.cluster.local:6379"

    # 启动Redis服务（使用主机名公告，核心配置）
    redis-server --port 6379 \
      --cluster-enabled yes \
      --cluster-config-file /data/nodes.conf \
      --cluster-node-timeout 5000 \
      --appendonly no \
      --protected-mode no \
      --cluster-announce-hostname "${DNS_NAME}" \
      --cluster-announce-port 6379 \
      --cluster-announce-bus-port 16379 &

    # 等待Redis启动完成
    sleep 5
    until redis-cli -h "${DNS_NAME}" ping; do
      echo "Waiting for Redis to start..."
      sleep 2
    done

    # 处理集群逻辑
    if [ "${POD_NAME}" = "redis-cluster-0" ]; then
      # 第一个节点：初始化3主3从的集群拓扑
      echo "Initializing Redis Cluster..."
      redis-cli --cluster create \
        redis-cluster-0.redis-headless.svc.cluster.local:6379 \
        redis-cluster-1.redis-headless.svc.cluster.local:6379 \
        redis-cluster-2.redis-headless.svc.cluster.local:6379 \
        redis-cluster-3.redis-headless.svc.cluster.local:6379 \
        redis-cluster-4.redis-headless.svc.cluster.local:6379 \
        redis-cluster-5.redis-headless.svc.cluster.local:6379 \
        --cluster-replicas 1 --cluster-yes
    else
      # 非第一个节点：先清理集群中绑定当前DNS的旧节点（Pod重启后旧节点已下线）
      OLD_NODE_ID=$(redis-cli -h "${CLUSTER_INIT_NODE}" cluster nodes | grep "${DNS_NAME}" | awk '{print $1}')
      if [ -n "${OLD_NODE_ID}" ]; then
        echo "Removing old node ${OLD_NODE_ID} from cluster..."
        redis-cli --cluster del-node "${CLUSTER_INIT_NODE}" "${OLD_NODE_ID}"
        sleep 3
      fi

      # 加入新节点到集群
      echo "Adding ${DNS_NAME} to cluster..."
      redis-cli --cluster add-node "${DNS_NAME}:6379" "${CLUSTER_INIT_NODE}"

      # 自动将3-5号Pod设置为0-2号主节点的从节点（可选，按需调整）
      if [[ "${POD_NAME}" =~ "-3" || "${POD_NAME}" =~ "-4" || "${POD_NAME}" =~ "-5" ]]; then
        echo "Setting ${DNS_NAME} as replica..."
        MASTER_INDEX=$(( ${POD_NAME##*-} - 3 ))
        MASTER_DNS="redis-cluster-${MASTER_INDEX}.redis-headless.svc.cluster.local"
        MASTER_ID=$(redis-cli -h "${CLUSTER_INIT_NODE}" cluster nodes | grep "${MASTER_DNS}" | grep "master" | awk '{print $1}')
        redis-cli --cluster replicate "${CLUSTER_INIT_NODE}" "${MASTER_ID}" "${DNS_NAME}:6379"
      fi
    fi

    # 保持进程运行，防止Pod退出
    wait

3. 创建StatefulSet #

使用EmptyDir作为存储卷，挂载脚本和Redis临时数据目录：

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: redis-cluster
spec:
  serviceName: redis-headless
  replicas: 6
  podManagementPolicy: Parallel  # 并行启动Pod，加快集群初始化速度
  selector:
    matchLabels:
      app: redis-cluster
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis-cluster
    spec:
      containers:
      - name: redis
        image: redis:7-alpine  # 必须用Redis 6+版本
        command: ["/scripts/start-redis.sh"]
        ports:
        - containerPort: 6379
          name: redis
        - containerPort: 16379
          name: cluster-bus
        volumeMounts:
        - name: scripts
          mountPath: /scripts
        - name: data
          mountPath: /data
      volumes:
      - name: scripts
        configMap:
          name: redis-cluster-scripts
          defaultMode: 0755  # 给脚本执行权限
      - name: data
        emptyDir: {}  # 无持久化存储，Pod重启数据丢失

关键注意事项 #

• Redis版本要求：必须使用Redis 6或更高版本，因为cluster-announce-hostname是Redis 6才引入的功能。
• 场景限制：EmptyDir的数据在Pod删除或节点故障时会彻底丢失，所以这种方案仅适合对数据持久性要求低的场景（比如缓存层、临时数据存储）。
• 重启恢复逻辑：Pod重启后，脚本会自动清理集群中绑定该DNS的旧下线节点，然后以新节点身份重新加入集群，Redis Cluster会自动重新平衡槽位和副本关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Irshad K