MongoDb复制集搭建

复制集的作用

• MongoDB 复制集的主要意义在于实现服务高可用 
• 它的现实依赖于两个方面的功能：
  • 数据写入时将数据迅速复制到另一个独立节点上
  • 在接受写入的节点发生故障时自动选举出一个新的替代节点
• 在实现高可用的同时，复制集实现了其他几个附加作用： •
  • 数据分发：将数据从一个区域复制到另一个区域，减少另一个区域的读延迟
  • 读写分离：不同类型的压力分别在不同的节点上执行
  • 异地容灾：在数据中心故障时候快速切换到异地

典型复制集结构

• 一个典型的复制集由3个以上具有投票权的节点组成，包括：  
  • 一个主节点（PRIMARY）：接受写入操作和选举时投票
  • 两个（或多个）从节点（SECONDARY）：复制主节点上的新数据和选举时投票
  • 不推荐使用 Arbiter（投票节点）

 

数据是如何复制的？

• 当一个修改操作，无论是插入、更新或删除，到达主节点时，它对数据的操作将被 记录下来（经过一些必要的转换），这些记录称为 oplog。
• 从节点通过在主节点上打开一个 tailable 游标不断获取新进入主节点的 oplog，并 在自己的数据上回放，以此保持跟主节点的数据一致。

通过选举完成故障恢复

• 具有投票权的节点之间两两互相发送心跳；
• 当5次心跳未收到时判断为节点失联；
• 如果失联的是主节点，从节点会发起选举，选出新的主节点；
• 如果失联的是从节点则不会产生新的选举；
• 选举基于 RAFT一致性算法 实现，选举成功的必要条件是大多数投票节点存活；
• 复制集中最多可以有50个节点，但具有投票权的节点最多7个。

影响选举的因素

• 整个集群必须有大多数节点存活
• 被选举为主节点的节点必须：
  • 能够与多数节点建立连接
  • 具有较新的 oplog
  • 具有较高的优先级（如果有配置）

常见选项

复制集节点有以下常见的选配项：

• 是否具有投票权（v 参数）：有则参与投票；
• 优先级（priority 参数）：优先级越高的节点越优先成为主节点。优先级为0的节点无法成 为主节点； 
• 隐藏（hidden 参数）：复制数据，但对应用不可见。隐藏节点可以具有投票仅，但优先 级必须为0；
• 延迟（slaveDelay 参数）：复制 n 秒之前的数据，保持与主节点的时间差。

复制集注意事项

• 关于硬件：
  • 因为正常的复制集节点都有可能成为主节点，它们的地位是一样的，因此硬件配置上必须 一致；
  • 为了保证节点不会同时宕机，各节点使用的硬件必须具有独立性。
• 关于软件：
  • 复制集各节点软件版本必须一致，以避免出现不可预知的问题。
• 增加节点不会增加系统写性能
•  

在一台机器上运行3个实例来搭建一个最简单的复制集

创建数据目录

MongoDB启动时将使用一个数据目录存放所有数据文件。我们将为3个复制集节点创建各自的数据目录。

mkdir db{1,2,3}

准备配置文件

正常情况下复制集的每个mongod进程应该位于不同的服务器。我们现在在一台机器上运行3个进程，因此要为它们各自配置：

• 不同的端口。示例中将使用28017/28018/28019.
• 不同的数据目录
• 不同日志文件路径

配置文件标准格式如下

# /data1/mongod.conf
systemLog:
  destination: file
  path: /opt/software/mongodb/replication/db1/mongod.log   # 日志文件路径
  logAppend: true
storage:
  dbPath: /opt/software/mongodb/replication/db1/data    # 数据目录
net:
  bindIp: 0.0.0.0
  port: 28017   # 端口
replication:
  replSetName: rs0
processManagement:
  fork: true

执行进程

mongod -f /opt/software/mongodb/replication/db1/mongod.conf
mongod -f /opt/software/mongodb/replication/db2/mongod.conf
mongod -f /opt/software/mongodb/replication/db3/mongod.conf

配置复制集

进入mongo shell:

mongo localhost:28017

创建复制集：

rs.initiate({
    _id: "rs0",
    members: [{
        _id: 0,
        host: "localhost:28017"
    },{
        _id: 1,
        host: "localhost:28018"
    },{
        _id: 2,
        host: "localhost:28019"
    }]
})

查看复制集状态：

rs.status()

验证

MongoDB 主节点进行写入

# mongo localhost:28017
> db.test.insert({ a:1 })

MongoDB 从节点进行读

# mongo localhost:28018
> rs.slaveOk()
> db.test.find()