MongoDB-复制（副本集）

最新推荐文章于 2025-05-18 13:31:43 发布

青霄

最新推荐文章于 2025-05-18 13:31:43 发布

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分类专栏： MongoDB 文章标签： mongodb Replica Set

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一、什么是复制？

二、Mongodb复制原理

三、MongoDB副本集设置

四、docker中部署MongoDB副本集

MongoDB复制是将数据同步在多个服务器的过程。

复制提供了数据的冗余备份，并在多个服务器上存储数据副本，提高数据的可用性，并可以保证数据的安全性。

复制还允许你从硬件故障和服务中断中恢复数据。

一、什么是复制？

保障数据的安全性
数据的高可用性（24*7）
灾难恢复
无需停机维护（如备份、重建索引、压缩）
分布式读取数据，可配置读写分离，主节点负责写操作，从节点负责读操作，将读写压力分开，提高系统稳定性

二、Mongodb复制原理

Mongodb的复制至少需要两个节点：一个主节点，负责处理客户端请求，其余的都是从节点，负责复制主节点的数据。

Mongodb各个节点常见的搭配方式：一主一从、一主多从

主节点记录在其上的所有操作oplog（operation log，它被存储在MongoDB的 local 数据库中，oplog 中的每个文档都代表主节点上执行的一个操作。需要重点强调的是oplog只记录改变数据库状态的操作），从节点定期轮询主节点获取这些操作，然后对自己的数据副本执行这些操作，从而保证从节点的数据与主节点一致。

MongoDB复制结构图如下所示：

以上结构图中，客户端从主节点读取数据，在客户端写入数据到主节点时，主节点与从节点进行数据交互保障数据的一致性

副本集概念：

MongoDB副本集（Replica Set）其实就是具有自动故障恢复功能的主从集群，和主从复制最大的区别就是在副本集中没有固定的“主节点；整个副本集会选出一个节点作为“主节点”，当其挂掉后，再在剩下的从节点中选举一个节点成为新的“主节点”，在副本集中总有一个主节点(primary)和一个或多个备份节点(secondary)。

MongoDB的副本集与我们常见的主从有所不同，主从在主机宕机后所有服务将停止，而副本集在主机宕机后，副本会接管主节点成为主节点，不会出现宕机的情况。

副本集特征：

N个节点的集群
任何节点都可以作为主节点
所有写入操作都在主节点上
自动故障转移
自动恢复

三、MongoDB副本集设置

1、启动一个名为rs0的Mongodb实例

mongod --port 27017 --replSet rs0

在Mongo客户端使用命令rs.initiate()来启动一个新的副本集。我们可以使用rs.conf()来查看副本集的配置；查看副本集状态使用 rs.status() 命令

2、多台服务器--副本集添加新成员

rs.add(HOST_NAME:PORT)

MongoDB中你只能通过主节点将Mongo服务添加到副本集中，判断当前运行的Mongo服务是否为主节点可以使用命令rs.isMaster() 。

rs.remove(HOST_NAME:PORT) 从副本集移除成员

rs.assArb(HOST_NAME:PORT) 向副本集添加仲裁

db.printSecondaryReplicationInfo() 查看备份节点的复制信息

四、docker中部署MongoDB副本集

4.1、基本信息

服务器地址：192.168.11.45

副本集名称：rs0

容器节点及端口映射：

mongo1 27018:27017

mongo2 27019:27017

mongo3 27020:27017

4.2、启动三个节点

docker run -d -p 27018:27017 --name mongo1 mongo --replSet "rs0"

docker run -d -p 27019:27017 --name mongo2 mongo --replSet "rs0"

docker run -d -p 27020:27017 --name mongo3 mongo --replSet "rs0"

4.3、选择在主节点进行副本集配置

docker exec -it 65 mongo # 进入主节点mongo

# 进行副本集配置

> var config={

_id:"rs0",

members:[

{_id:0,host:"192.168.11.45:27018"},

{_id:1,host:"192.168.11.45:27019"},

{_id:2,host:"192.168.11.45:27020"}

]};

# 启动新的副本集

> rs.initiate(config)

{ "ok" : 1 }

此时命令提示符已经发生变化，由原来的 > 变成了 rs:SECONDARY>

# 查看副本集配置信息

rs0:SECONDARY> rs.conf()

{

"_id" : "rs0", # 副本集名称

"version" : 1,

"term" : 1,

"protocolVersion" : NumberLong(1),

"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,

"members" : [

{

"_id" : 0,

"host" : "192.168.11.45:27018",

"arbiterOnly" : false,

"buildIndexes" : true,

"hidden" : false, # 是否为隐藏节点

"priority" : 1, # 优先级

"tags" : {

"slaveDelay" : NumberLong(0), # 延迟，单位秒

"votes" : 1 # 1：可以投票，0：不能投票

{

"_id" : 1,

"host" : "192.168.11.45:27019",

"arbiterOnly" : false,

"buildIndexes" : true,

"hidden" : false,

"priority" : 1,

"tags" : {

"slaveDelay" : NumberLong(0),

"votes" : 1

{

"_id" : 2,

"host" : "192.168.11.45:27020",

"arbiterOnly" : false,

"buildIndexes" : true,

"hidden" : false,

"priority" : 1,

"tags" : {

"slaveDelay" : NumberLong(0),

"votes" : 1

}

"settings" : {

"chainingAllowed" : true,

"heartbeatIntervalMillis" : 2000,

"heartbeatTimeoutSecs" : 10,

"electionTimeoutMillis" : 10000,

"catchUpTimeoutMillis" : -1,

"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,

"getLastErrorModes" : {

"getLastErrorDefaults" : {

"w" : 1,

"wtimeout" : 0

"replicaSetId" : ObjectId("616fb8d3123d0cb36cfa6d4e")

}

# 查看副本集状态

rs0:PRIMARY> rs.status()

{

"set" : "rs0",

"date" : ISODate("2021-10-20T06:37:05.142Z"),

"myState" : 1,

"term" : NumberLong(1),

"syncSourceHost" : "",

"syncSourceId" : -1,

"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),

"majorityVoteCount" : 2,

"writeMajorityCount" : 2,

"votingMembersCount" : 3,

"writableVotingMembersCount" : 3,

"optimes" : {

"lastCommittedOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1634711824, 1),

"t" : NumberLong(1)

"lastCommittedWallTime" : ISODate("2021-10-20T06:37:04.306Z"),

"readConcernMajorityOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1634711824, 1),

"t" : NumberLong(1)

"readConcernMajorityWallTime" : ISODate("2021-10-20T06:37:04.306Z"),

"appliedOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1634711824, 1),

"t" : NumberLong(1)

"durableOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1634711824, 1),

"t" : NumberLong(1)

"lastAppliedWallTime" : ISODate("2021-10-20T06:37:04.306Z"),

"lastDurableWallTime" : ISODate("2021-10-20T06:37:04.306Z")

"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1634711774, 3),

"electionCandidateMetrics" : {

"lastElectionReason" : "electionTimeout",

"lastElectionDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:14.279Z"),

"electionTerm" : NumberLong(1),

"lastCommittedOpTimeAtElection" : {

"ts" : Timestamp(0, 0),

"t" : NumberLong(-1)

"lastSeenOpTimeAtElection" : {

"ts" : Timestamp(1634711763, 1),

"t" : NumberLong(-1)

"numVotesNeeded" : 2,

"priorityAtElection" : 1,

"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),

"numCatchUpOps" : NumberLong(0),

"newTermStartDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:14.297Z"),

"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:15.001Z")

"members" : [

{

"_id" : 0,

"name" : "192.168.11.45:27018",

"health" : 1,

"state" : 1,

"stateStr" : "PRIMARY", # 节点类型

"uptime" : 683,

"optime" : {

"ts" : Timestamp(1634711824, 1),

"t" : NumberLong(1)

"optimeDate" : ISODate("2021-10-20T06:37:04Z"),

"syncSourceHost" : "",

"syncSourceId" : -1,

"infoMessage" : "",

"electionTime" : Timestamp(1634711774, 1),

"electionDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:14Z"),

"configVersion" : 1,

"configTerm" : 1,

"self" : true,

"lastHeartbeatMessage" : ""

{

"_id" : 1,

"name" : "192.168.11.45:27019",

"health" : 1,

"state" : 2,

"stateStr" : "SECONDARY", # 节点类型

"uptime" : 61,

"optime" : {

"ts" : Timestamp(1634711814, 1),

"t" : NumberLong(1)

"optimeDurable" : {

"ts" : Timestamp(1634711814, 1),

"t" : NumberLong(1)

"optimeDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:54Z"),

"optimeDurableDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:54Z"),

"lastHeartbeat" : ISODate("2021-10-20T06:37:04.284Z"),

"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-10-20T06:37:03.289Z"),

"pingMs" : NumberLong(0),

"lastHeartbeatMessage" : "",

"syncSourceHost" : "192.168.11.45:27018",

"syncSourceId" : 0,

"infoMessage" : "",

"configVersion" : 1,

"configTerm" : 1

{

"_id" : 2,

"name" : "192.168.11.45:27020",

"health" : 1,

"state" : 2,

"stateStr" : "SECONDARY", # 节点类型

"uptime" : 61,

"optime" : {

"ts" : Timestamp(1634711814, 1),

"t" : NumberLong(1)

"optimeDurable" : {

"ts" : Timestamp(1634711814, 1),

"t" : NumberLong(1)

"optimeDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:54Z"),

"optimeDurableDate" : ISODate("2021-10-20T06:36:54Z"),

"lastHeartbeat" : ISODate("2021-10-20T06:37:04.284Z"),

"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-10-20T06:37:03.289Z"),

"pingMs" : NumberLong(0),

"lastHeartbeatMessage" : "",

"syncSourceHost" : "192.168.11.45:27018",

"syncSourceId" : 0,

"infoMessage" : "",

"configVersion" : 1,

"configTerm" : 1

}

"ok" : 1,

"$clusterTime" : {

"clusterTime" : Timestamp(1634711824, 1),

"signature" : {

"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),

"keyId" : NumberLong(0)

}

"operationTime" : Timestamp(1634711824, 1)

}

4.4、同步测试

在主节点mongo1-27018上新增一条记录，可在mongo2-27019、mongo3-27020上看到

五、节点类型

Mongodb的节点类型：主节点（Master或者Primary）、副本节点（Slave或者Secondary）、仲裁节点、Secondary-Only节点、Hidden节点、Delayed节点、Non-Voting节点

仲裁节点：不存储数据，只负责故障转移的群体投票，这样减少了数据复制的压力；
Secondary-Only：不能成为primary节点，只能作为secondary副本节点，防止部分性能不高的节点成为主节点；
Hidden：不能被客户端指定Ip引用，也不能设置为主节点，但是可以投票，一般用于备份数据；
Delayed：可以指定一个时间延迟从primary节点同步数据，主要用于备份数据。如果实时同步，误删除数据马上同步到从节点。所以延迟复制主要用于避免用户错误。
Non-Voting：没有选举权的secondary节点，纯粹的备份数据节点。