MongoDB副本集

简介

       mongodb复制（replication）是将数据同步在多个服务器的过程。主节点记录在其上的所有操作oplog，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。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，提高了数据的可用性，并保证数据的安全性。复制还允许您从硬件故障和服务中断中恢复数据。

       而副本集（replica set）是从mongodb 1.6 提供的新功能，比复制功能要强大一些并增加了故障自动切换和自动修复成员节点，各个DB之间数据完全一致。Replica Sets的结构类似一个集群，完全可以把它当成一个集群，因为它确实与集群实现的作用是一样的，如果其中一个节点出现故障，其他节点马上回将业务接管过来而无需停机操作。

　　提示：关于mongodb相关核心理论知识，建议去看对应的文档以及书籍，我这里就不做对应的介绍（因为理论的东西写起来太费劲）。

安装

提示：本环境为3台主机的环境，IP分别为192.168.58.128（PRIMARY）、192.168.58.129（SECONDARY）、192.168.58.130（ARBITER）；

一、安装mongodb

1.1 安装mongodb

下载：https://www.mongodb.org/dl/linux/x86_64-rhel70；

mkdir /data
tar zxf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.0.tgz 
mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.2.0 /data/mongodb-3.2.0
mkdir /data/mongodb-3.2.0/{data,conf,logs}

1.2 配置mongodb

首先关闭透明页面，自CentOS6版本开始引入了Transparent Huge Pages（THP），从CentOS7版本开始，该特性默认就会启用。尽管THP的本意是为提升内存的性能，不过某些数据库厂商还是建议直接关闭THP（比如Redis和MongoDB等），否则可能会导致性能出现下降。

# 查看是否启用

[root@localhost ~]# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
[always] madvise never
[root@localhost ~]# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
[always] madvise never

# 禁用HTP功能

将以下内容加入到"/etc/rc.d/rc.local"文件中，记得执行"chmod +x /etc/rc.d/rc.local"。

# disable THP(Transparent Huge Pages)
echo never >> /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo never >> /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag

# 创建keyfile文件

openssl rand -base64 756 > /data/mongodb-3.2.0/conf/mongodb_authkey
chmod 600 /data/mongodb-3.2.0/conf/mongodb_authkey
scp /data/mongodb-3.2.0/conf/mongodb_authkey 192.168.58.129:/data/mongodb-3.2.0/conf/
scp /data/mongodb-3.2.0/conf/mongodb_authkey 192.168.58.130:/data/mongodb-3.2.0/conf/

提示：

　　keyfile文件是副本集不可缺少的，他们之间的通信依赖于此。不过我在测试yum安装的时候，似乎不需要该配置，然而在二进制安装的时候，如果缺少keyfile就提示认证失败。

# 配置mongodb配置文件

[root@localhost ~]# cat /data/mongodb-3.2.0/conf/mongodb.conf 
bind_ip=192.168.58.128
port=5336
dbpath=/data/mongodb-3.2.0/data
logpath=/data/mongodb-3.2.0/logs/mongodb.logs
logappend=true
replSet=mongodb01
fork=true
auth=true
directoryperdb=true
maxConns=8000
cpu=true
oplogSize=8000

提示：建议先关闭"auth=true"参数以及禁用掉keyFile，因为如果开启该配置项在初次添加副本集的过程中，需要进行相关认证。但是，此时你并没有相关用户和密码，导致你无法通过mongodb认证。如果不禁用，就会出现如下错误：

> db.createUser({
...   user: "admin",
...   pwd: "123456",
...   roles: [{
...     role: "userAdminAnyDatabase",
...     db: "admin"
...   }]
... })
2017-10-11T17:17:19.247+0800 E QUERY    [thread1] Error: couldn't add user: not authorized on admin to execute command { createUser: "admin", pwd: "xxx", roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ], digestPassword: false, writeConcern: { w: "majority", wtimeout: 30000.0 } } :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:23:13
DB.prototype.createUser@src/mongo/shell/db.js:1225:11

所以先禁止掉该参数并在添加完新用户之后再开启认证功能。在其中一台关闭就行，我这里选择在192.168.58.128（PRIMARY）主机上操作。

1.3 启动mongodb

/data/mongodb-3.2.0/bin/mongod -f /data/mongodb-3.2.0/conf/mongodb.conf

 三、配置副本集

3.1 创建一个管理用户

/data/mongodb-3.2.0/bin/mongo 192.168.58.128:5336
> rs.initiate()
{
	"info2" : "no configuration specified. Using a default configuration for the set",
	"me" : "192.168.58.128:5336",
	"ok" : 1
}
mongodb01:OTHER> db.createUser(  
   {  
     user: "admin",  
     pwd: "admin@123",  
     roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]  
   }  
) 
mongodb01:PRIMARY> exit

3.2 开启用户认证并重启服务

提示：在日常维护过程中，mongodb关闭建议使用kill -2而不应该使用kill -9。

3.3 配置mongodb副本集

/data/mongodb-3.2.0/bin/mongo 192.168.58.128:5336 -u admin -p --authenticationDatabase admin

# 添加副本集

mongodb01:PRIMARY> show dbs
admin 0.000GB
local 0.000GB
mongodb01:PRIMARY> rs.add("192.168.58.129:5336")
mongodb01:PRIMARY> rs.addArb("192.168.58.130:5336")
mongodb01:PRIMARY> rs.status()

# 测试复制

在插入数据

for(var i=0;i<100000;i++)db.test.insert({title: 'MongoDB 教程'+i, 
     description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库'+i,
     by: '菜鸟教程'+i,
     url: 'http://www.runoob.com',
     tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
     likes: 100
 })

在PRIMARY和SECONDARY查看数据是否一致　　

db.test.count()

# 测试切换

kill 掉PRIMARY，并在SECONDARY查看状态

mongodb01:PRIMARY> rs.status()
{
	"set" : "mongodb01",
	"date" : ISODate("2017-09-20T02:15:23.819Z"),
	"myState" : 1,
	"term" : NumberLong(3),
	"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"name" : "192.168.58.128:5336",
			"health" : 0,
			"state" : 8,
			"stateStr" : "(not reachable/healthy)",
			"uptime" : 0,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(0, 0),
				"t" : NumberLong(-1)
			},
			"optimeDate" : ISODate("1970-01-01T00:00:00Z"),
			"lastHeartbeat" : ISODate("2017-09-20T02:15:21.902Z"),
			"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-09-20T02:01:16.163Z"),
			"pingMs" : NumberLong(0),
			"lastHeartbeatMessage" : "Connection refused",
			"configVersion" : -1
		},
		{
			"_id" : 1,
			"name" : "192.168.58.129:5336",
			"health" : 1,
			"state" : 1,
			"stateStr" : "PRIMARY",
			"uptime" : 69990,
			"optime" : {
				"ts" : Timestamp(1505872886, 2),
				"t" : NumberLong(3)
			},
			"optimeDate" : ISODate("2017-09-20T02:01:26Z"),
			"electionTime" : Timestamp(1505872886, 1),
			"electionDate" : ISODate("2017-09-20T02:01:26Z"),
			"configVersion" : 3,
			"self" : true
		},
		{
			"_id" : 2,
			"name" : "192.168.58.130:5336",
			"health" : 1,
			"state" : 7,
			"stateStr" : "ARBITER",
			"uptime" : 69615,
			"lastHeartbeat" : ISODate("2017-09-20T02:15:23.303Z"),
			"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-09-20T02:15:21.905Z"),
			"pingMs" : NumberLong(0),
			"configVersion" : 3
		}
	],
	"ok" : 1
}

可以看到原 SECONDARY 已经变为 PRIMARY。此时我们在向该PRIMARY插入数据；

mongodb01:PRIMARY> for(var i=0;i<100000;i++)db.test.insert({title: 'MongoDB 教程'+i, 

     description: 'MySQL 是一个 关系型数据库'+i,
     by: '菜鸟教程'+i,
     url: 'http://www.runoob.com',
     tags: ['MySQL', 'database', 'SQL'],
     likes: 100
 })

重启刚kill掉的 "PRIMARY"，查看数据是否同步

mongodb01:SECONDARY> db.getMongo().setSlaveOk()
mongodb01:SECONDARY> db.test.count()
200000

       最后，在给一些在生产环境中的建议，当某个节点宕机后重新启动该节点会有一段的时间（时间长短视集群的数据量和宕机时间而定）导致整个集群中所有节点都成为secondary而无法进行写操作（如果应用程序没有设置相应的ReadReference也可能不能进行读取操作）。

　　因此官方推荐的最小的副本集也应该具备一个primary节点和两个secondary节点。两个节点的副本集不具备真正的故障转移能力。

　　最后的最后，MongoDB相关文章，参考http://www.cnblogs.com/zhanjindong/p/3268963.html，文章相当不错。