Docker desktop安装Redis Cluster集群

本文章将介绍如何在 Windows 系统的 Docker Desktop 环境中搭建 Redis 集群。将创建一个包含 6 个节点（3 主 3 从）的 Redis 集群。

环境准备

  • Windows 10/11 操作系统
  • Docker Desktop 已安装并运行

步骤

清理环境（如之前有尝试）

如果之前已经尝试过创建 Redis 集群，请先执行清理操作：

# 停止并删除所有 Redis 容器
docker stop redis-7001 redis-7002 redis-7003 redis-7004 redis-7005 redis-7006 2>$null
docker rm redis-7001 redis-7002 redis-7003 redis-7004 redis-7005 redis-7006 2>$null# 删除网络
docker network rm redis-cluster-net 2>$null# 删除本地目录和配置文件
Remove-Item -Recurse -Force ~/redis-cluster 2>$null# 确认清理完成
docker ps -a | Select-String "redis-7"
docker network ls | Select-String "redis-cluster-net"

创建 Docker 网络

docker network create redis-cluster-net

创建目录结构

# 创建主目录
mkdir ~/redis-cluster
cd ~/redis-cluster# 为每个节点创建目录
foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {New-Item -ItemType Directory -Path "$port/conf" -ForceNew-Item -ItemType Directory -Path "$port/data" -Force
}

创建 Redis 配置文件

foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {$confContent = @"
port $port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
protected-mode no
bind 0.0.0.0
"@Set-Content -Path "$port/conf/redis.conf" -Value $confContent
}

启动 Redis 容器

# Redis 7001
docker run -d --name redis-7001 -p 7001:7001 -p 17001:17001 -v ${PWD}/7001/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v ${PWD}/7001/data:/data --network redis-cluster-net redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf# Redis 7002
docker run -d --name redis-7002 -p 7002:7002 -p 17002:17002 -v ${PWD}/7002/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v ${PWD}/7002/data:/data --network redis-cluster-net redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf# Redis 7003
docker run -d --name redis-7003 -p 7003:7003 -p 17003:17003 -v ${PWD}/7003/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v ${PWD}/7003/data:/data --network redis-cluster-net redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf# Redis 7004
docker run -d --name redis-7004 -p 7004:7004 -p 17004:17004 -v ${PWD}/7004/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v ${PWD}/7004/data:/data --network redis-cluster-net redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf# Redis 7005
docker run -d --name redis-7005 -p 7005:7005 -p 17005:17005 -v ${PWD}/7005/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v ${PWD}/7005/data:/data --network redis-cluster-net redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf# Redis 7006
docker run -d --name redis-7006 -p 7006:7006 -p 17006:17006 -v ${PWD}/7006/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v ${PWD}/7006/data:/data --network redis-cluster-net redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf

检查容器状态

docker ps

如下图所示
在这里插入图片描述

初始化 Redis 集群

docker exec -it redis-7001 redis-cli --cluster create redis-7001:7001 redis-7002:7002 redis-7003:7003 redis-7004:7004 redis-7005:7005 redis-7006:7006 --cluster-replicas 1

当提示时输入 yes 确认配置。

验证集群状态

docker exec -it redis-7001 redis-cli -c -p 7001 cluster nodes

如下图所示 :
在这里插入图片描述

测试集群功能

docker exec -it redis-7001 redis-cli -c -p 7001

测试Redis是否可用,可用则搭建成功 !

在这里插入图片描述

在 Redis CLI 中执行:

set test1 "hello"
set test2 "world"
get test1
get test2

简化版本（3 节点集群）

如果您只需要 3 个主节点（没有从节点），可以只创建 7001-7003，然后在初始化集群时使用以下命令：

docker exec -it redis-7001 redis-cli --cluster create redis-7001:7001 redis-7002:7002 redis-7003:7003 --cluster-replicas 0

使用

要停止集群，可以使用 docker stop 命令停止所有容器。要重新启动，只需使用 docker start 命令启动容器，集群会自动恢复。

常见问题解决

  1. 端口冲突：确保 7001-7006 以及 17001-17006 端口没有被其他程序占用
  2. 权限问题：如果遇到文件权限问题，尝试以管理员身份运行 PowerShell
  3. 容器启动失败：检查 Docker Desktop 是否正常运行，并确保有足够的内存分配

高级功能

密码认证配置

修改配置文件

  • 将 your_secure_password_here 更换为自己的密码
foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {$confContent = @"
port $port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
protected-mode no
bind 0.0.0.0
requirepass your_secure_password_here
masterauth your_secure_password_here
"@Set-Content -Path "$port/conf/redis.conf" -Value $confContent
}

启动带认证的容器

# 示例：Redis 7001 带认证
docker run -d --name redis-7001 -p 7001:7001 -p 17001:17001 `-v ${PWD}/7001/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf `-v ${PWD}/7001/data:/data `--network redis-cluster-net `redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf

初始化带认证的集群

docker exec -it redis-7001 redis-cli -a your_secure_password_here --cluster create `redis-7001:7001 redis-7002:7002 redis-7003:7003 `redis-7004:7004 redis-7005:7005 redis-7006:7006 `--cluster-replicas 1

持久化配置优化

AOF 和 RDB 混合持久化

foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {$confContent = @"
port $port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
appendfsync everysec
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
rdbcompression yes
rdbchecksum yes
dbfilename dump.rdb
dir /data
protected-mode no
bind 0.0.0.0
requirepass your_secure_password_here
masterauth your_secure_password_here
"@Set-Content -Path "$port/conf/redis.conf" -Value $confContent
}

内存管理和淘汰策略

foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {$confContent = @"
port $port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
maxmemory 1gb
maxmemory-policy volatile-lru
protected-mode no
bind 0.0.0.0
requirepass your_secure_password_here
masterauth your_secure_password_here
"@Set-Content -Path "$port/conf/redis.conf" -Value $confContent
}

监控和慢查询日志

foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {$confContent = @"
port $port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
slowlog-log-slower-than 10000
slowlog-max-len 128
latency-monitor-threshold 100
protected-mode no
bind 0.0.0.0
requirepass your_secure_password_here
masterauth your_secure_password_here
"@Set-Content -Path "$port/conf/redis.conf" -Value $confContent
}

集群管理和监控工具

安装 redis-cli 工具

# 在 Windows 上安装 Redis CLI
choco install redis-64

使用 RedisInsight 进行可视化监控

  1. 下载并安装 RedisInsight
  2. 连接到集群中的任意节点
  3. 查看集群状态、内存使用情况、慢查询等

使用命令行工具监控集群

# 查看集群信息
docker exec -it redis-7001 redis-cli -c -p 7001 -a your_secure_password_here cluster info# 查看节点信息
docker exec -it redis-7001 redis-cli -c -p 7001 -a your_secure_password_here cluster nodes# 查看内存使用情况
docker exec -it redis-7001 redis-cli -c -p 7001 -a your_secure_password_here info memory# 查看持久化信息
docker exec -it redis-7001 redis-cli -c -p 7001 -a your_secure_password_here info persistence

备份和恢复策略

创建备份脚本

# backup-redis.ps1
$date = Get-Date -Format "yyyyMMdd"
$backupDir = "~/redis-backups/$date"New-Item -ItemType Directory -Path $backupDir -Forceforeach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {docker exec redis-$port redis-cli -a your_secure_password_here saveCopy-Item -Path "~/redis-cluster/$port/data/dump.rdb" -Destination "$backupDir/dump-$port.rdb"Copy-Item -Path "~/redis-cluster/$port/data/appendonly.aof" -Destination "$backupDir/appendonly-$port.aof"
}Write-Host "Backup completed to $backupDir"

创建恢复脚本

# restore-redis.ps1
param([Parameter(Mandatory=$true)][string]$backupDate
)$backupDir = "~/redis-backups/$backupDate"if (-not (Test-Path $backupDir)) {Write-Error "Backup directory $backupDir does not exist"exit 1
}foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {docker stop redis-$portRemove-Item -Path "~/redis-cluster/$port/data/dump.rdb" -Force -ErrorAction SilentlyContinueRemove-Item -Path "~/redis-cluster/$port/data/appendonly.aof" -Force -ErrorAction SilentlyContinueCopy-Item -Path "$backupDir/dump-$port.rdb" -Destination "~/redis-cluster/$port/data/dump.rdb"Copy-Item -Path "$backupDir/appendonly-$port.aof" -Destination "~/redis-cluster/$port/data/appendonly.aof"docker start redis-$port
}Write-Host "Restore completed from $backupDir"

Redis 性能优化

foreach ($port in @(7001, 7002, 7003, 7004, 7005, 7006)) {$confContent = @"
port $port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
appendfsync everysec
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
maxmemory 2gb
maxmemory-policy allkeys-lru
maxclients 10000
tcp-backlog 511
timeout 0
tcp-keepalive 300
protected-mode no
bind 0.0.0.0
requirepass your_secure_password_here
masterauth your_secure_password_here
"@Set-Content -Path "$port/conf/redis.conf" -Value $confContent
}

配置解释

  1. port $port

    • 作用：指定 Redis 实例监听的端口号。
    • 说明：在循环中，$port 变量会被替换为 7001, 7002 等，确保每个容器使用独立的端口。

  2. cluster-enabled yes

    • 作用：启用 Redis 的集群模式。
    • 说明：这是将 Redis 实例转变为集群节点的最关键配置，没有它，节点只会以单机模式运行。

  3. cluster-config-file nodes.conf

    • 作用：指定集群自动生成的配置文件名称。
    • 说明：Redis 集群运行时会自动维护这个文件，记录集群的状态、节点信息、持久化变量等。用户不应手动修改此文件。

  4. cluster-node-timeout 5000

    • 作用：设置集群节点不可用的超时时间（毫秒）。
    • 说明：如果一个节点在 5000ms（5秒）内无法响应，它将被其他节点视为故障节点，并触发主从切换（failover）。这个值需要根据网络状况调整，太短可能导致不必要的故障转移，太长则会影响故障恢复速度。

  5. appendonly yes

    • 作用：启用 AOF（Append Only File）持久化模式。
    • 说明：相比于默认的 RDB 快照，AOF 通过记录 every 写操作命令来持久化数据，能提供更好的数据安全性，通常最多丢失 1 秒的数据（取决于 appendfsync 配置）。

  6. appendfsync everysec

    • 作用：控制 AOF 文件同步到磁盘的频率。
    • 说明：
      • everysec（推荐）：每秒同步一次。在性能和数据安全性之间取得了很好的平衡，即使故障，最多丢失 1 秒的数据。
      • always：每个写命令都同步。最安全，但性能最差。
      • no：由操作系统决定何时同步。性能最好，但可能丢失较多数据。

  7. auto-aof-rewrite-percentage 100

    • 作用：与下一项配合，触发 AOF 文件重写（rewrite）的条件之一。
    • 说明：当当前 AOF 文件大小比上一次重写后的大小增长了 100%（即翻了一倍）时，会触发重写。

  8. auto-aof-rewrite-min-size 64mb

    • 作用：触发 AOF 文件重写的另一个条件。
    • 说明：AOF 文件至少要达到 64MB 才会触发重写。这个配置防止文件很小的时候就频繁重写。
    • 两者关系：必须同时满足“增长百分比达到 100%” 且 “文件大小超过 64MB” 才会触发重写。重写可以压缩 AOF 文件，移除冗余命令。

  9. maxmemory 2gb

    • 作用：设置 Redis 实例可使用的最大内存容量。
    • 说明：这是防止 Redis 占用所有系统内存、导致系统崩溃的关键配置！ 你必须根据你的 Docker 容器内存限制和宿主机总内存来设置这个值（例如，设置为容器内存限制的 80-90%）。2gb 只是一个示例值。

  10. maxmemory-policy allkeys-lru

    • 作用：定义当内存使用达到 maxmemory 限制时，Redis 的键淘汰策略（eviction policy）。
    • 说明：allkeys-lru 意味着当内存不足时，Redis 会尝试移除所有键中最近最少使用（LRU）的键，以腾出空间。
    • 其他常见策略：
      • volatile-lru：只从设置了过期时间的键中移除最近最少使用的键。
      • allkeys-random：随机移除所有键。
      • noeviction（默认）：不淘汰任何键，在写操作时返回错误。生产环境通常不推荐。

  11. maxclients 10000

    • 作用：设置同一时间最大客户端连接数。
    • 说明：默认是 10000。如果达到此限制，Redis 会拒绝新的连接。需要根据系统资源和应用需求调整。

  12. tcp-backlog 511

    • 作用：设置 TCP 连接队列的长度。
    • 说明：在高连接速率环境下，增大这个值可以帮助处理连接高峰。需要同时调整系统的 /proc/sys/net/core/somaxconn 值（在 Docker 中可能需要通过 sysctls 参数设置）。

  13. timeout 0

    • 作用：客户端空闲 N 秒后关闭连接（0 表示禁用）。
    • 说明：设置为 0 意味着连接将始终保持打开，除非客户端主动断开。这适用于需要长连接的场景，避免了频繁创建连接的开销。

  14. tcp-keepalive 300

    • 作用：向客户端发送 TCP ACK 保活探测的间隔时间（秒）。
    • 说明：设置为 300 表示如果连接空闲，每 300 秒（5分钟）会发送一个保活包，以检测连接是否仍然有效并保持连接活跃。有助于清理僵尸连接。

  15. protected-mode no

    • 作用：是否启用保护模式。
    • 说明：在 Docker 容器或受信任的网络环境中，需要设置为 no 以允许远程连接。如果为 yes（默认），且没有配置密码和绑定 IP，Redis 只会回环地址（127.0.0.1）连接。

  16. bind 0.0.0.0

    • 作用：指定 Redis 监听所有网络接口上的连接。
    • 说明：在 Docker 中，必须设置为 0.0.0.0 才能让容器外的客户端（包括其他容器和宿主机）访问到它。如果只绑定 127.0.0.1，则只能在容器内部访问。

  17. requirepass your_secure_password_here

    • 作用：设置客户端连接 Redis 所需的密码。
    • 说明：极大增强了安全性，防止未授权访问。 所有节点应使用相同的密码。your_secure_password_here 应被替换为一个非常强壮且唯一的密码。

  18. masterauth your_secure_password_here

    • 作用：设置从节点（replica）连接主节点进行数据复制时所需的密码。
    • 说明：必须与 requirepass 的密码一致。这样，当主从节点之间需要通信或故障转移时，它们才能成功地进行认证和数据同步。

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